题目内容

【题目】某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律:

(1)该同学在平衡摩擦力后进行实验,为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件。

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出) S1=3.59cmS2=4.39cmS3=5.19cmS4=5.99cmS5=6.79cmS6=7.59cm。则小车的加速度a=________m/s2,打点计时器在打B点时小车的速度 vB=______m/s.(结果均保留两位有效数字)

(3)通过实验得到如图丙所示的a-F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角________(选填偏大偏小”)。

【答案】 0.80 0.40 偏大

【解析】

(1)当M>>m时,可以用钩码的重力代替小车的拉力;
(2)根据△x=aT2求得加速度,利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求得;
(3)根据a-F图象可知,当F=0时,加速度a>0,判断出原因即可

(1)小车运动过程中,砝码和盘向下做加速运动处于失重状态,砝码和盘对细线的拉力小于其重力,小车在运动过程中受到的拉力小于砝码和盘的总重力;当小车质量M远大于砝码和盘总质量m时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和盘的重力。
(2)计数点间的时间间隔为T,由匀变速直线运动的推论x=aT2可知,加速度: B点的瞬时速度为

(3)当F=0时,小车已经具有了加速度,在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角偏大.

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