题目内容
【题目】为探究物体的加速度与力、质量的关系。
(1)甲同学采用装置甲,实验时,小盘和砝码牵引小车,使小车做初速度为零的匀加速运动。
①此实验中可以不测量小车加速度的具体值,原因是________________________.
②通过改变____________,就可以改变小车所受的合力.
(2)乙同学采用图乙所示的气垫导轨装置进行实验,其中、为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过、光电门时,光束被遮挡的时间、都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为,挡光片宽度为,光电门间距离为,牵引砝码的质量为回答下列问题:
①若取,改变的值,进行多次实验,以下的取值不合适的一个是____________.
A. B. C. D.
②在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,求得的加速度的表达式为_______________.(,,,表示)
(3)丙同学采用如图丙装置探究加速度与力、质量的关系.实验中,需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力,正确的做法是(_____)
A. 小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动
B. 小车放在木板上,挂上砂桶,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动
【答案】正比于,故只须研究之间的比例关系即可表明之间的关系 盘内砝码数量 D C
【解析】
(1)①[1]本实验探究的是加速度与其他量之间的比例关系,在初速度为零的匀变速直线运动中有,若运动时间相等,则位移与加速度成正比,即此实验中可以不测量加速度的具体值,因为正比于,故只须研究之间的比例关系即可表明之间的关系;
②[2]实验满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量,砝码盘和砝码的重力等于小车所受的合外力,所以通过改变盘内砝码数量,就可以改变小车所受到的合力;
(2)①[3]根据牛顿第二定律,对砝码有:
对滑行器有:
联立可得:
可见当时则有:
所以当砝码的质量远小于滑行器的质量时,绳子对滑行器的拉力才可作为滑行器受到的合力;
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析不符,故B错误;
C.与分析不符,故C错误;
D.与分析相符,故D正确。
②[4]由得:
又:
可得加速度为:
(3)[5]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用,具体做法是:将小车轻放(静止)在长木板上,挂好纸带(纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力)、不挂砂桶,将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高,形成斜面,轻推小车,使小车做匀速运动(纸带上两点间距离相等)即可;
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析不符,故B错误;
C.与分析相符,故C正确。