题目内容

在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,小盘和砝码的质量用m表示.

①当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于小盘和砝码的重力.
②某一组同学先保持小盘和砝码质量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,应小盘和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
③另两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,这两组同学得到的a-F关系图象分别如图A和图B所示,其原因分别是

图A:_____________________                         _______;
图B:_____________________________   ______          _____。

①m?M  ②B  ③图A:m过大(或M过小),造成m不是远小于M  图B:没有平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力

解析试题分析:①设绳子拉力为T,则对小盘及砝码,而对小车,联立得,只的当m?M时,才可以认为绳子对小车的拉力T大小等于小盘和砝码的重力;
②平衡摩擦力时,应将只让小车挂上纸带,不挂小盘和砝码,A错误;平衡摩擦力只平衡一次,改变质量时,也不再重新平衡摩擦力,B正确;实验时,先放接通打点计时器的电源开,再放手小车,C错误;测小车的加速度应通过纸带测量,不应用a=求出,D错误。
③A中,图象向下弯曲的原是不满足m?M,此时绳子拉力远小于m的重力;B中图象没过坐标原点,是由于未平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力,这时当有一定拉力时,物体才开始运动。
考点:探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系

练习册系列答案
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为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2


③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。

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