题目内容

8.如图甲所示为探究加速度与合外力关系的实验装置,实验进行前先要平衡摩擦力,保证细线拉力等于小车的合外力.

(1)为了适当垫高轨道,同学们选择了一个合适的木块,通过游标卡尺测量木块的高度,示数如图乙所示,则木块高度为1.055cm.
(2)平衡摩擦力后通过打点计时器得到一条记录小车运动的纸带,已知相邻计数点之间有四个计时点没有画出,请计算小车的加速度a=0.50m/s2(保留两位有效数字).
(3)实验进行过程不断增加细线所挂重物的质量m,测出对应的加速度a,则如图丁图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是C.

分析 (1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读;
(2)根据逐差法求得加速度
(3)随着m的逐渐增大,当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m<<M的条件,图象就会发生弯曲.

解答 解:(1)主尺上的示数为1.0cm,游标尺上的示数为0.05×11mm=0.55mm,故木块的高度为1.1cm+0.55mm=1.055cm;
(2)根据△x=aT2可知a=$\frac{{x}_{47}-{x}_{14}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.0437+0.0388+0.0339-0.0288-0.0240-0.0189}{9×0.01}$m/s2=0.50m/s2
(3)设小车与砝码的质量为M,小桶与砂子的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:F拉=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$,当m<<M时,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力.所以刚开始a-m图象是一条过原点的直线,
当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m<<M的条件,图象弯曲,且加速度增大的速度变慢,
故选:C
故答案为:(1)1.055;(2)0.50m/s2;(3)C

点评 要求同学们增大游标卡尺读数的方法,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.

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