题目内容
【题目】如图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图.槽码的质量为m,小车和车内砝码的总质量为M。实验中小车所受的拉力F可认为与槽码所受的重力相等.
(1)实验中,为了硬细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,硬细线与长木板平行.接下来把木板的另一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做________运动(选填以“匀速”或“匀加速”);
(2)实验中需满足槽码的质量m_________小车及车内砝码总质量M(选填“远小于”、“远大于"或“等于”);
(3)下图是某次实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22cm、sBC=4.65cm,sCD=5.08cm,sDE=5.49cm、sEF=5.91cm,sFG=6.35cm,已知打点计时器的工作频率为50Hz,则C点的速度vC=_______m/s,小车的加速度大小为a=_______m/s2。(结果均保留两位有效数字)。
(4)某同学根据实验数据描出了小车加速度a随小车和车内砝码的总质量为M的倒数的图像的数据点,如图所示,从数据点可知该同学实操作过程中可能____________(选填“平衡摩擦力不够”或“平衡摩擦力过度”)
【答案】匀速 远小于 0.49 0.43(0.42~0.43均可) 平衡摩檫力过度
【解析】
(1)[1]小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速运动,即平衡了摩擦力;
(2)[2]对整体,根据牛顿第二定律得:,绳子的拉力:
所以当槽码的质量m远小于小车及车内砝码总质量M时,可以近似认为小车受到的拉力等于槽码的重力,因此本实验中m应远小于M;
(3)[3][4]相邻计数点之间还有4个点未画出,则计数点间的时间间隔为:T=5×0.02=0.1s,根据匀变速直线运动的推论可以求出C点瞬时速度为:
由匀变速直线运动的推论△x=at2可知,加速度为:
(4)[5]由图可知图象的斜率表示合外力,从数据点可知该同学实操作过程中可能平衡摩檫力过度。
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