题目内容
17.为了探究“物体质量一定时加速度与力的关系”,某同学设计了如图1所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量.力传感器可测出轻绳中的拉力大小.(1)关于实验,下面说法正确的是AB.
A.本实验不需要用天平测出砂和砂桶的质量
B.实验前,需将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象如图2,图象不过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(3)若图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则滑轮的质量为D.
A.$\frac{1}{tanθ}$
B.$\frac{2}{m}$
C.$\frac{1}{tanθ}$-M
D.$\frac{2}{k}$-M.
分析 (1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项;
(2)根据图2判断出a-F图象不过原点的原因
(3)小车质量不变时,加速度与拉力成正比,对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量与滑轮质量和的倒数的2倍
解答 解:(1)A、本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故A正确,D错误.
B、该题是弹簧测力计测出拉力,从而表示小车受到的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,但不需要挂砂桶,故B正确;
C、打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,故C错误;
故选:AB
(2)由图2可知,当施加拉力时,开始加速度还是零,说明拉力和物体受到的摩擦力相互抵消,故不过坐标原点的原因为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(3)对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量与滑轮质量和的倒数的2倍,故$M+{m}_{0}=\frac{2}{k}$,解得m0=$\frac{2}{k}$-M,故D正确
故答案为:(1)AB;(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(3)D
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,小车质量不变时,加速度与拉力成正比,对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量与滑轮质量和的倒数的2倍
练习册系列答案
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