题目内容
【题目】如图甲所示某同学设计了用光电门传感器“探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量M关系”的实验.
(1)如图甲所示,在小车上固定宽度为L的挡光片,将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上,释放小车,传感器记录下小车经过光电门的时间Δt1、Δt2,可以测得小车的加速度a=________(用题中的符号L、D,Δt1、Δt2表示).
(2)在该实验中必须采用________法(填物理方法),应保持________不变,通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小,研究加速度a随拉力F变化的规律.
(3)甲同学由于实验时没有注意始终满足Mm的条件(m为钩码的质量),结果得到的图象应是下图中的________.
A.B.
C.D.
(4)乙、丙两名同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图乙所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?_____________________________________________
【答案】 【答题空10-1】(1) 【答题空10-2】(2)控制变量 【答题空10-3】小车质量 【答题空10-4】(3)D 【答题空10-5】(4)小车的质量不同
【解析】(1)数字计时器记录通过光电门的时间,
小车经过光电门时的瞬间速度为 与 ;
根据匀变速直线运动的速度位移公式 ,
解得: 。
(2)在本实验操作中,采用了“控制变量法”,即先保持一个变量不变,看另外两个变量之间的关系,具体操作是:先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变小车受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系;
(3)随着 增大,小车质量在减小,因此小车质量不再满足远大于钩码的质量,若小车质量远小于钩码质量时,小车的加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小,故A、B、C错误,D正确;
(4)由图可知在拉力相同的情况下,根据,即图象的斜率等于小车的质量,所以两人的实验中小车的质量不同。