题目内容
【题目】在探究物体的加速度与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图1所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示。
(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是_____________;
(2)为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小,必须满足的条件是钩码的总质量_______小车的总质量(填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”)
(3)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是_______。
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,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=求出
(4)一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这组同学得到的a-F关系图象如图2所示,其原因是_____________。
(5)如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔T=0.1s.小车获得的加速度大小是______。
【答案】平衡摩擦力 远小于 B 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 0.50m/s2
【解析】
(1)[1]当小车的摩擦力和小车重力的下滑力等大反向时,重力、支持力和摩擦力的合力为零,小车受到的合力等于细绳对小车的拉力。所以必须平衡摩擦力;
(2)[2]根据牛顿第二定律,对钩码:
对小车:
联立得:
为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小,即:
必须满足的条件是钩码的总质量远小于小车的总质量;
(3)[3] A.平衡摩擦力时,应使小车的摩擦力和小车重力的下滑力等大反向,小车不能挂盘及盘中的砝码,故A错误;
B. 第一次平衡好摩擦力后,增减小车的质量时,摩擦力和重力的下滑分力均同比例变化,所以没必要重新平衡摩擦力。故B正确;
C.实验时,先接通打点计时器的电源,等打点稳定后再放开小车,故C错误;
D.只有满足钩码的总质量远小于小车的总质量时,才可以近似认为小车受到的拉力等于盘及盘中的砝码的重力,故D错误。
故选:B;
(4)[4]从aF图象可以看出,当拉力为某一值时,加速度仍为零,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(5)[5]根据逐差公式的推论来求加速度:
