题目内容
【题目】为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,应采取做法是________
A.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)某学生在补偿阻力时,使得长木板倾角偏大。他所得到的a-F关系是上图中的哪根图线________?(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)
(3)补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力后,要用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为_______________
(4)某次实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清晰的点起,每5个计时点取一个计数点,分别标明0、l、2、3、4……,量得0与1两点间距离x1=30mm,1与2两点间距离x2=36mm,2与3两点间距离x3=42mm,3与4两点间的距离x4=48mm,则小车在打计数点2时的瞬时速度为_____m/s,小车的加速度为_____m/s2。(结果保留二位有效数字)
【答案】C C m<<M 0.39 0.60
【解析】
(1)[1].将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,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。故选C。
(2)[2].把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,会导致重力沿斜面向下的分力偏大,摩擦力偏小,而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,这样在没有绳子的拉力作用下,小车就会产生加速度。故选C。
(3)[3].根据牛顿第二定律得:
对m:
mg-F拉=ma
对M:
F拉=Ma
解得:
当m<<M时,即当钩码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于钩码的总重力。
(4)[4][5].电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器,当电源的频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点.从比较清晰的点起,每五个打印点取一个作为计数点,故每两个计数点的时间间隔T=0.1s.物体做匀变速直线运动,则时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,因此小车在打点2时的速度:
根据x=aT2,其中x=6mm,可得: