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.
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.
一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与______ 的图象.
如图,甲同学根据测量数据做出的图线,说明实验存在的问题是______ .
乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的图线,如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?______ .
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 ______ 结果保留三位有效数字
【答案】 M>m; ; 平衡摩擦力时木板倾角过大; 两小车及车上砝码的总质量不同; ;
【解析】(1)以整体为研究对象有 ,解得,以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有,必有,故有,即只有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)根据牛顿第二定律,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但,故a与成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作图象;
(3)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大.
(4)由图可知在拉力相同的情况下,根据可得,即a-F图象的斜率等于物体的质量,且故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同;
(5)每两点之间还有4个点没有标出,所以相邻计数点间的时间间隔T=0.1s, 根据作差法得