题目内容
【题目】某同学利用图示的装置验证系统牛顿第二定律,即一系统的质量m一定时,系统运动的加速度a与合力F成正比。实验时,有一定数目的砝码放置在小车。实验过程:将小车从A处由静止释放,用速度传感器测出它运动到B处时的速度v,然后将小车内的一个砝码拿到小桶中,小车仍从A处由静止释放,测出它运动到B处时对应的速度,重复上述操作。图中AB相距x。
(1)设加速度大小为a,则a与v及x间的关系式是___________。
(2)如果实验操作无误,四位同学根据实验数据做出了右侧图象,其中哪一个是正确的__。
(3)下列哪些措施能够减小本实验的误差________。
A.实验中必须保证小桶及砝码的总质量远小于 小车及车内砝码的总质量
B.实验前要平衡摩擦力
C.细线在桌面上的部分应与长木板平行
D.图中AB之间的距离x尽量小些
【答案】(1)v2=2ax (2)A (3)BC
【解析】
(1)小车做初速度为零的匀加速直线运动,应用匀变速直线运动的速度位移公式分析答题。
(2)应用匀变速直线运动规律与牛顿第二定律求出图象的函数表达式,然后分析答题。
(3)根据实验原理与实验注意事项分析答题。
(1)小车做初速度为零的匀加速直线运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v2=2ax;
(2)由(1)可知:v2=2ax,由牛顿第二定律得:,则:v2=F,v2与F成正比,故选A;
(3)以系统为研究对象,加速度:,系统所受拉力等于m2g,不需要满足m2<<m1,故A错误;为使系统所受合力等于桶与桶中砝码的重力,实验前要平衡摩擦力,故B正确;为使系统所受合力等于桶与桶中砝码的重力,实验需要配合摩擦力,此外还需要细线在桌面上的部分应与长木板平行,故C正确;为减小实验误差,图中AB之间的距离x尽量大些,故D错误;故选:BC;