题目内容
【题目】如图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
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(1)实验时以下有关操作正确的是(_______)
A.平衡摩擦力时,将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C.每次改变小车的质量时,都必须重新平衡摩擦力
D.实验时,应先接通电源,后放开小车
(2)实验中若想用砝码与盘的重力作为小车受到的合力,还必须满足砝码与盘的总质量m___小车
的质量M(填”远小于”,“远大于”或“近似等于”)
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(3)实验中所用的交流电源频率f=50Hz,右图是实验时在纸带上打出的部分点迹,在相邻的两个
计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。打点计时器在打C点时小车的速度大小为v=___ m/s,打点计时器在打出A、E点的时间内,小车的加速度为a=____m/s2(计算结果均保留三位有效数字)
(4)某同学通过改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出
图线,发现当1/M较大时,图线发生弯曲。若想对实验方案进行修正,避免图线发生弯曲,他最合适的修正方案是___(填选项字母)
A.画a与
关系图象
B. 画a与
关系图象
C. 画a与
关系图象
D. 画a与
关系图象
【答案】 BD 远小于 0.437 0.343 B
【解析】(1)探究加速度与拉力的关系实验时,要平衡摩擦力,平衡摩擦力时,要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力,不需要挂任何东西,故A错误;平衡摩擦力时,将纸带连接在小车上并穿过打点计时器,轻推一下小车,当纸带上打出均匀的点时说明已经平衡了摩擦力,故B正确;平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以约掉m,只需要平衡一次摩擦力,故C错误;实验时,应先接通电源,后放开小车,故D正确。所以BD正确,AC错误。
(2)把M、m看成一个整体,根据牛顿第二定律得:mg=(M+m)a,对M分析可得绳子的拉力为:F=Ma,联立解得:
,知当砝码与盘的总质量远小于滑块质量时,滑块所受的拉力等于砝码的总重力,所以应满足的条件是砝码与盘的总质量远小于滑块的质量。
(3)相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,则T=0.1s,打点计时器在打C点时小车的速度等于BD段的平均速度即:
。根据逐差法得:
。
(4)通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,故小车的质量应为M+m,作图时应作出
的图象,故选B。