問題詳情:
如圖所示為某同學設計的“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關係”實驗裝置簡圖,在實驗中認為細線對小車拉力F的大小等於砝碼和砝碼盤的總重力,小車運動的加速度a的大小可由紙帶上的點求得.
(1)實驗過程中,電火花計時器應接在________(填“直流”或“交流”)電源上,連結小車與砝碼盤的細線跨過定滑輪,調整定滑輪,使______________.
(2)圖乙是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,其中0、1、2、3、4是計數點,每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出),計數點間的距離如圖乙所示,打“4”計數點時小車的速度大小為v=_______m/s;
由紙帶求出小車的加速度的大小a=_____m/s2.(計算結果均保留2位有效數字)
(3)在“探究加速度與合力的關係”時,保持小車的質量不變,改變砝碼盤中砝碼的質量,該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F關係圖線如圖*所示,該圖線不通過座標原點,原因可能是___________.
【回答】
交流; 細線與木板平行; 0.31; 0.50; 平衡摩擦力過度;
【分析】
(1)電火花打點計時器應使用交流電源,為了使繩子的拉力等於合力,繩子的方向應與長木板平行; (2)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2,可以求出加速度的大小,根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上打3點時小車的瞬時速度大小. (3)實驗時應平衡摩擦力,沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F圖象在F軸上有截距;平衡摩擦力過度,在a-F圖象的a軸上有截距.
【詳解】
(1)電火花計時器應接在交流電源上.調整定滑輪高度,使細線與長木板平行. (2)根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度得:
根據作差法得:.
打“4”計數點時小車的速度大小 (3)由圖象可知,a-F圖象在a軸上有截距,説明沒有加力時,物體已經產生了加速度;這是由於平衡摩擦力過度造成的;
知識點:實驗:探究加速度與力、質量的關係
題型:實驗,探究題