题目内容
7.(1)该实验中,若取小车质量M=0.4kg,改变砂桶和砂的质量m的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是D.
A.m1=5g B.m2=10g C.m3=20g D.m4=1kg
(2)为了计算出小车的加速度,除了测量 d、t1和t2之外,还需要测量1,2两个光电门之间的距离,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a=$\frac{{d}^{2}({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})}{2x{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$;
(3)某位同学经过测量、计算得到如表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图象.
| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| M/kg | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 |
| F/N | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| a/m•s-2 | 0.13 | 0.17 | 0.26 | 0.34 | 0.43 | 0.51 | 0.59 |
分析 (1)根据实验原理可知,只有当满足M>>m时沙桶的总重力才可看作小车的合外力.
(2)通过测量的d、t1和t2可以求出小车通过光电门1、2时的速度大小,如果知道了小车通过光电门1和2的时间或者位移,根据运动学公式即可求出物体的加速度,据此可正确解答本题.
(3)运用描点法作图;
(4)由图可知开始有外力时,而小车的加速度为零,说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
解答 解:(1)根据牛顿第二定律得:
对m:mg-T=ma
对M:T=Ma
解得:T=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
当M>>m时,即当沙桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于沙桶的总重力;
因此D选项不合适,故选:D.
(2)通过光电门的测量我们计算出了通过光电门1的速度为:v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$,
通过2时的速度为:v2=$\frac{d}{{t}_{2}}$
如果测量出小车由光电门1运动至光电门2的间距s,
a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$,
若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a=$\frac{{d}^{2}({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})}{2x{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$
(3)运用描点法作出小车加速度与所受合外力的关系图象.![]()
(4)由图乙可知,开始小车受合外力时,加速度却为零,因此操作过程中可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
故答案为:
(1)D;
(2)1,2两个光电门之间的距离,$\frac{{d}^{2}({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})}{2x{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$
(3)如图所示;
(4)木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”)
点评 本实验与教材中的实验有所不同,但是根据所学物理知识,明确了实验原理,即可正确解答.
| A. | 物体在第1s末运动方向发生改变 | |
| B. | 物体在第2s内和第3s内的加速度大小相等,方向相反 | |
| C. | 物体在第2s末返回到出发点 | |
| D. | 物体在第2s末离出发点最远,且最大位移为2m |
| A. | M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能 | |
| B. | P点的加速度一定小于Q点的加速度 | |
| C. | P点的电势一定大于Q点的电势 | |
| D. | M在P点的速度一定大于它在Q点的速度 |
| A. | 在t=8s时两车速度相等 | |
| B. | 汽车作匀减速直线运动,其加速度大小为$\frac{1}{4}$m/s2 | |
| C. | 在t=0至t=16s时间内,两车间距离先增大后减小 | |
| D. | 当自行车追上汽车时,它们距路标96m |