题目内容
【题目】某同学用如图1所示装置“探究小车的加速度与力、质量的关系”实验中,他把砝码盘及盘中的砝码的总重力当作小车受到的合力.
(1)为了减小实验误差,砝码盘及砝码的总质量应____小车的质量.(填“”或 “”或“”)
(2)实验中,必须的措施是____.
A.打点计时器应接在直流电源上
B.桌面上放置附有滑轮的长木板必须保持水平
C.在平衡摩擦力时,让砝码盘及盘中的砝码通过细绳拉着小车匀速运动即可
D.实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车
(3)打点计时器所用交流电源频率为,一次实验中打出的纸带如图2所示(图中相邻两点间还有4个点未画出). 则小车运动的加速度____ .(结果保留两位有效数字)
(4)在保持小车及车中的砝码质量一定时,探究加速度与所受合外力的关系时,在作图过程正确的情况下,得到的关系如图3所示,图线未通过坐标原点的原因是:____.
【答案】(1) (2) D (3)0.20 (4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【解析】
(1)为了使得砂和砂桶的重力等于小车的拉力,必须要保证砂和砂桶的重力小于小车的重力;(2)根据实验原理判断逐个选项的正误;(3)用逐差法求解加速度;(4)根据图像的特征分析原因.
(1)对整体mg=(M+m)a;对小车F=Ma;联立解得:,当m<<M时,F=mg;则为了减小实验误差,砝码盘及砝码的总质量m应<<小车的质量M.
(2)打点计时器应接在交流电源上,选项A错误;桌面上放置附有滑轮的长木板因需要平衡摩擦力,则必须要将木板的一端抬高,不能保持水平,选项B错误;在平衡摩擦力时,应不挂砝码盘及盘中的砝码,让小车拖着纸带在木板上匀速运动即可,选项C错误;实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车,选项D正确;故选D.
(3)根据可得小车运动的加速度;
(4)由图像可知,当F到达一定值时小车才有加速度,可知图线未通过坐标原点的原因是:未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.