题目内容
为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验;其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两个光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m;回答下列问题:
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(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的
螺钉,使气垫导轨水平,其方法是:在不挂砝
码的情况下,将滑行器自由放在导轨上,如果
滑行器能在任意位置静止不动,或轻轻推滑
行器后,能使滑行器________运动,说明气垫导轨是水平的;
(2)若取M=0;4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值最不合适的一个是
A;m1=5g B;m2=15g
C;m3=40g D;m4=400g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为a=____(用△t1、△t2、D、x表示);
(4)在验证牛顿第二定律的实验中,某同学作出的a-
关系图象如图所示;从图象可以看出,作用在研究对象上的恒力F=________ N,当物体的质量M=5 kg时,它的加速度a=________ m/s2.
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(1) 匀速; (2) D; (3)
。 (4)2.5, 0.5。
【解析】
(1)如果滑行器能在任意位置静止不动,或轻轻推滑行器后,能使滑行器匀速运动,说明气垫导轨是水平的;
(2)根据牛顿第二定律得,整体的加速度
,隔离对滑行器分析,绳子的拉力
,知到那个m远小于M时,砝码的重力等于滑行器的合力;所以最不合适的是:D;
(3)滑行器通过光电门1、2的速度
,
,根据速度位移公式![]()
得
;
(4)图线的斜率等于恒力F的大小,即
,则物体的质量M=5kg时,它的加速度
;
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系;