题目内容
【题目】用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量M(含车中的钩码)不变,用在绳的下端挂的钩码的总重力mg作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
(1)实验时绳的下端先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是___________。
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=________。(结果保留两位有效数字)
(3)通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F,得到小车的加速度a与拉力F的数据,画出图线后,发现当F较大时,图线发生了如图丙所示的弯曲。该同学经过思考后将实验方案改变为:将小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力。那么关于该同学的修正方案,下列说法正确的是________。(写选项字母)
A.可以避免图线的末端发生弯曲
B.要避免图线的末端发生弯曲的条件是Mm
C.画出的图线的斜率为
D.画出的图线的斜率为
【答案】(1)平衡小车运动中所受的摩擦阻力(2)0.99 或 1.0(3)AD
【解析】试题分析:(1)实验时绳的下端先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力.
(2)计数点间的时间间隔为,由可得小车的加速度为:,
(3)分别对小车与砝码列出牛顿第二定律方程:对小车有,对砝码有,两式联立可得,若改变为用小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力时,M+m保持不变,a-F图线是直线,避免a-F图线的末端发生弯曲,a-F图线的斜率为,故AD正确,BC错误;