题目内容

16.“探究加速度与力的关系”实验装置如图1所示.

(1)为减小误差,盘和砝码的质量应比小车的质量小(选填“小”或“大”)得多.
(2)图2为某同学在实验中打出的一条纸带,计时器打点的时间间隔为0.02s.他从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.为了由v-t图象求出小车的加速度,他量出相邻两计数点间的距离,分别求出打各计数点时小车的速度.其中打计数点3时小车的速度为0.460m/s.

分析 (1)根据牛顿第二定律得出小车所受的合力与砝码和盘的重力关系,确定盘和砝码的质量与小车的质量关系满足什么条件,盘和砝码的重力等于小车所受的合力.
(2)计时器打点的时间间隔为0.02s.每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点3的瞬时速度,

解答 解:(1)根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=$\frac{mg}{M+m}$,则小车所受的合力$F=\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$,当盘和砝码的质量远小于小车的质量,小车所受的合力近似等于砝码和盘的重力,可以减小实验的误差.
(2)计时器打点的时间间隔为0.02s.每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.
(3)计数点3的瞬时速度${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.04+0.0519}{0.2}=0.460m/s$
故答案为:(1)小,(2)0.1,(3)0.460.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,难度不大,属于基础题.

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