题目内容
【题目】在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足_____时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)如图(a),甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线,说明实验存在的问题是_____.
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a﹣F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?_____.
(4)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_____.(结果保留三位有效数字)
【答案】 (1)M>>m; (2)平衡摩擦力过度; (3)两车及车上砝码的总质量不同; (4)1.58m/s2.
【解析】(1)以整体为研究对象有mg=(m+M)a,解得: ,
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma= ,
显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
(2) 图中没有拉力时就有加速度,是由于实验前平衡摩擦力多度造成的。
(3) 根据牛顿第二定律F=Ma, ,a与F成正比,斜率是质量的倒数,两同学做出的a-F图像斜率不同,说明两次试验时两车及车上砝码的总质量不同;
(4)每相邻两个计数点间还有4个点未画出,相邻两个计数点间时间间隔为0.1s,根据,利用逐差法: