题目内容

【题目】利用图示装置可以做力学中的许多实验:

(1)以下说法正确的是(________)

A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦力的影响

B.利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”:当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力

C.利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图像法处理数据时,如果画出的a-M关系图像不是直线,就可以确定加速度和质量成反比

(2)利用如图装置做“探究加速度与力的关系”的实验:小车搁置在水平放置的长木板上,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测小车的加速度a,小桶通过细线对小车施拉力F。

Ⅰ.某次实验得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标为0、1、2、3、4。测得0、1两计数点间距离s1=30.0mm,3、4两计数点间距离s4=48.0mm,则小车的加速度为________m/s2。(结果保留两位有效数字)

Ⅱ.在保持小车质量不变的情况下,改变对小车拉力F的大小,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:

F/N

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

a /(ms-2)

0.10

0.21

0.29

0.41

0.50

①据测得的数据,在下图中作出a-F图象。

②由图象可知,小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为_________N。(结果取两位有效数字)

③若要使作出的a-F图线过坐标原点,需要调整实验装置,可采取以下措施中的(___)

A.增加小车的质量
B.减小小车的质量

C.适当垫高长木板的右端
D.适当增加小桶内砝码质量

【答案】 B 0.60 0.10 C

【解析】(1)此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A错误.利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”:当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力,故B正确;曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,若a-m图象是曲线,不能断定曲线是双曲线,即不能断定加速度与质量成反比,应画出图象,故C错误。所以选C.

(2)每五个打印点取一个点作为计数点,则计数点之间的时间间隔为0.1s,根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,s4-s1=3aT2,代入数据:a=0.60m/s2。

(3)通过描点法可得:

(4)当拉力大于等于最大静摩擦时,物体开始运动,由上问所做的a-F图象可知当拉力等于0.10N时物体开始运动,故最大静摩擦力为0.10N.

(5)若要使作出的a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故需要平衡摩擦力,其方法是适当垫高长木板的右端.故C正确.

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