题目内容
【题目】某课外活动小组用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验.图中A为小车,质量为m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花计时器B,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮C的足够长的木板上,物块P的质量为m2,D为弹簧测力计,实验时改变P的质量,读出对应的弹簧测力计示数F,不计绳子与滑轮间的摩擦.
(1)下列有关实验的操作步骤和实验方法的说法中正确的是________.
A.长木板和A、C间的绳子都必须保持水平
B.电火花计时器应用工作电压为4~6 V的低压交流电源,实验时应先接通电源后释放小车
C.长木板的左端应适当垫高,以平衡摩擦力
D.实验中P的质量m2不必远小于小车A的质量m1,拉力直接由弹簧测力计测得,且始终为m2g
(2)按照正确的方法调整好实验装置后,某同学改变P的质量做了五次实验,并读出对应的弹簧测力计示数F和每次实验中打出的纸带上第1个点到第10个点的距离L,记录在下表中.已知电火花计时器所接交流电源的频率为f.
L/m | 0.051 | 0.099 | 0.149 | 0.201 | 0.250 |
F/N | 1.01 | 1.99 | 2.98 | 4.01 | 5.00 |
根据该同学的实验,请在图乙中作出L随F变化的图象_______,如果L-F图线是一条________,则说明小车的加速度与小车受到的合外力成正比,图线的斜率的表达式k=________.
【答案】 C; ; 过原点的倾斜直线;
【解析】试题分析:由该实验的连接方式,小车是在绳的拉力下加速运动,由弹簧称可以直接读出,故不要求重物质量远小于小车质量,为了保证拉力充当合力,本实验必须要平衡摩擦;根据描点法即可做出图线;由牛顿第二定律动,结合运动学公式可出斜率k表达式.
(1)电火花计时器使用220V的交流电源,实验时应先接通电源后释放小车,为了保证拉力充当合力,本实验必须要平衡摩擦,且长木板和A、C间的绳子都必须保持平行。由该实验的连接方式,小车是在绳的拉力下加速运动,由弹簧称可以直接读出,拉力等于弹簧测力计测量值,故不要求重物质量远小于小车质量,综上分析 ABD错误,C正确。
(2)
表格中的数据在图乙中连线如图,可知L-F图线是一条过原点的倾斜直线,则说明小车的加速度与小车受到的合外力成正比。由 , , ,得 ,斜率表达式