問題詳情:
兩實驗小組分別作“探究加速度和力、質量的關係”實驗.
(1)A組用如圖*所示裝置做實驗,圖中帶滑輪的長木板放置於水平桌面上,拉力傳感器可直接顯示所受拉力的大小,做實驗時,下列*作必要且正確的是_______.
a.將長木板右端適當墊高,使小車能自由勻速滑動
b.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄傳感器的示數
c.為了減小誤差,實驗中一定要保*砂和砂桶的質量遠小於小車的質量d.用天平測出砂和砂桶的質量
(2) B組用如圖乙所示的實驗裝置來做實驗.
①在正確、規範的*作中,打出一條如下圖所示的紙帶,每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來,紙帶上的數字為相鄰兩個計數點間的距離,打點計時器的頻率為50Hz.打第4個計數點時小車的速度v4=_______m/s;小車做勻加速直線運動的加速度a =______m/s 2.(保留三位有效數字)
②平衡了摩擦力後,在小車質量M保持不變的情況下,不斷往砂桶裏加砂,直到砂的質量最終達到.測出每次加砂後,砂和砂桶的總重力F和小車的加速度a,作a- F的圖象.下列圖線正確的是_______ .
【回答】
AB 1.21 2.02 C
【解析】
(1)實驗前要平衡摩擦力,將長木板右端適當墊高,使小車能自由勻速滑動,選項A正確;為重複利用紙帶,小車應靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄傳感器的示數,選項B正確;繩子的拉力可以由拉力傳感器,讀出,實驗中不需要保*砂和砂桶的質量遠小於小車的質量,不需要用天平測出砂和砂桶的質量,選項C錯誤;選項D錯誤.
(2)①每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來,因此相鄰兩計數點間的時間間隔為T=0.1s,打計數點4時小車的瞬時速度等於計數點3~5間的平均速度,則有:;根據,解得.
②平衡了摩擦力後,對小車有:T=Ma,對砂和砂桶有:mg−T=ma,聯立可得:.若滿足,則有,即的圖象為直線,當砂和砂桶的質量較大時,不再滿足這一條件,此情況下按相同方式描點的圖象遵循規律,隨着砂的質量的增加,的圖象的斜率為將減小,所以圖線將向下彎曲.
【點睛】本題實驗源於課本,但是又不同於課本,掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度.注意在本實驗中不需要滿足砂和砂桶的總質量遠小於小車的質量,因為拉力可以*簧秤直接測出.
知識點:牛頓第二定律
題型:實驗,探究題