题目内容

9.在“探究个加速度与力、质量的关系”这一实验中,有两位同学同过测量,分别作出a-F图象,如图中的A线、B线所示:

试分析:
(1)A线不通过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(2)B线不通过坐标原点的原因是平衡摩擦力过大.

分析 探究加速度与力、质量关系实验要平衡摩擦力,没有平衡摩擦力、或平衡摩擦力不足、或平衡摩擦力过大都会造成a-F图象不过原点,分析图示图象答题.

解答 解:(1)由图A所示图象可知,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,是没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足引起的.  
(2)由图B所示图象可知,图象表明在小车的拉力为0时,小车有加速度,即合外力大于0,说明平衡摩擦力过大造成的;
故答案为:(1)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;(2)平衡摩擦力过大.

点评 探究加速与力的关系实验时,要平衡摩擦力,要掌握平衡摩擦力的方法;本题是一道基础题,掌握基础知识即可解题,平时要注意基础知识的学习与掌握.

练习册系列答案
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1.如图1所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.平衡摩擦力后完成下列实验.
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.

①a-F图象斜率的物理意义是$\frac{1}{M+m}$.
②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:合理.(填“合理”或“不合理”)
③本次实验中,是否应该满足M?m这样的条件?答:否(填“是”或“否”);理由是因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于mg.
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵横,应该以M+m倒数为横轴
(3)如图2所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带.取计数点A、B、C、D、E、F、G.纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC=3.88cm,CD=6.26cm,DE=8.67cm,EF=11.08cm,FG=13.49cm,则小车的加速度大小a=2.4 m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=0.51m/s.(结果保留二位有效数字)
18.某同学在实验室用如图1所示的装置来探究加速度与力的关系.
(1)实验中,为了探究加速度与合力的关系,应该保持小车质量不变.
(2)实验中,将砝码和小桶的总重力mg当成小车所受的合外力,能这样处理应满足B.
A.实验时将木板垫起,使小车匀速下滑,以平衡摩擦力,此时应挂上小桶,但不用连接纸带
B.实验时将木板垫起,使小车匀速下滑,以平衡摩擦力,此时不应挂小桶,但得连接纸带,并接通电源
C.使砝码和小桶的总质量m远远大于小车的质量M
D.使砝码和小桶的总质量m远远小于小车的质量M
(3)某同学采用V-t图象来求加速度.如图2为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出.打点计时器接在频率为50hz的交流电源上,打点计时器打C点时,小车的速度为0.44m/s;(结果保留两位有效数字)

(4)其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图3所示.t=0.1s时,打点计时器恰好打B点.请你将上问中所得结果标在下图所示的坐标系中,并做出小车运动的v-t图线.
(5)利用图线求出小车运动的加速度a=1.0m/s2(结果保留两位有效数字).
(6)本实验中,某学生根据实验数据做出了如图4所示的a-F图象,试分析该图象不过原点及后面出现弯曲的原因平衡摩擦力过度;砂和砂桶的质量太大.

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