题目内容
【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用下图所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是 _________
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.等效替代法
(2)下列说法中正确的是 _________
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出砝码质量m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出
(3)该同学在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度a随质量M变化的一组数据,为了能直观反映出加速度与质量关系,最好作a=______ (选填“M”或“”)的图像。
(4)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图所示,该图线不通过坐标原点的原因:_______________.图线中斜率的倒数的物理含义是 ____________________。
【答案】(1)A; (2)B; (3)1/M; (4)平衡摩擦力过度; 小车的质量
【解析】
(1)加速度与物体质量、物体受到的合力有关,在探究加速度与物体质量、受力关系的实验中,应该使用控制变量法。
(2)当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时,可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力。平衡摩擦力时,不能挂盘;实验过程中,应保证绳和纸带与木板平行;小车的加速度应由纸带求出。
(3)根据牛顿第二定律可知,加速度和质量成反比,故应该做a-1/M图象;
(4)实验时应平衡摩擦力,没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F图象在F轴上有截距;平衡摩擦力过度,在a-F图象的a轴上有截距。
(1)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法,故选A。
(2)平衡摩擦力时,不能将及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上。故A错误。改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力。故B正确。实验时,先接通电源,再释放小车。故C错误。小车运动的加速度通过纸带求出,不能通过a=mg/M求出。故D错误。故选B。
(3)在合外力保持不变时,物体的加速度与物体的质量成反比,故作出加速度与小车质量倒数的关系图象,即a-1/M图像;
(4)当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大;由a=F/M可知图线中斜率的倒数的物理含义是小车的质量。
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