题目内容
4.某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,己知小车的质最为M,砝码及砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50Hz,动滑轮轻质且光滑.实验步骤如下:A.按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;
D.改变砝码盘中砝码的质星,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是C
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B.实验过程中砝码盘处于超重状态
C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D.弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2(结果保留两位有效数字)
(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,与本实验相符合的是A
分析 (1)根据实验原理,可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等,但弹簧测力计的读数为小车所受合外力,砝码加速度向下,处于失重状态,不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件;
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,根据作差法求解加速度;
(3)数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,应该是过原点的一条倾斜直线.
解答 解:(1)A、由图可知,小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍,故A错误;
B、实验过程中,砝码向下加速运动,处于失重状态,故B错误;
C、与小车相连的轻绳与长木板一定要平行;才能保证绳子的拉力等于小车受到的合力;故C正确;
D、实验过程中,砝码向下加速运动,处于失重状态,故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半;故D错误;
E、由于不是砝码的重力,即为小车的拉力,故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件,故D错误;
所以选:C;
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,
即△x=aT2,
解得:a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$
将△x=0.88cm,T=0.1s带入解得:a=0.88m/s2.
(3)由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比,即为过原点的一条倾斜直线,故A符合;
故答案为:(1)C;(2)0.88;(3)A.
点评 解答实验问题的关键是正确理解实验原理,加强基本物理知识在实验中的应用,同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力;
掌握求加速度的方法,注意单位的统一,同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系.
练习册系列答案
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15.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、微元法、建立理想化物理模型法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
| A. | 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫建立理想化物理模型法 | |
| B. | 根据平均速度定义式,当时间间隔非常非常小时,就可以用这一间隔内的平均速度表示间隔内某一时刻的瞬时速度,这应用了极限思想法 | |
| C. | 在用打点计时器研究自由落体运动时,把重物在空气中的落体运动近似看做自由落体运动,这里采用了控制变量法 | |
| D. | 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法 |
19.
如图所示,甲、乙之间用细线连接且甲、乙的质量均为m,弹簧和细线的质量可忽略不计,当细线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度应是下列哪一种情况( )
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