(2017天津六校聯考)如圖1所示,為“探究加速度與力、質量的關係”實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a...
問題詳情:
(2017天津六校聯考)如圖1所示,為“探究加速度與力、質量的關係”實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鈎碼的質量及小車和砝碼的質量對應關係圖.鈎碼的質量為m1,小車和砝碼的質量為m2,重力加速度為g.
(1)下列説法正確的是
A.每次在小車上加減砝碼時,應重新平衡摩擦力
B.實驗時若用打點計時器應先釋放小車後接通電源
C.本實驗m2應遠小於m1
D.在用圖象探究加速度與質量關係時,應作﹣a圖象
(2)實驗時,某同學由於疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a﹣F圖象,他可能作出圖2中 (選填“*”、“乙”、“*”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導軌保持了水平狀態
C.鈎碼的總質量太大
D.所用小車的質量太大
(3)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數點間的時間是0.1s,由此可以算出小車運動的加速度是 m/s2
(4)若不斷增加鈎碼的個數,a﹣F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸,那麼加速度的趨向值為
(5)實驗時,某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的﹣a圖象,如圖3.設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數μ= ,鈎碼的質量m1= .
【回答】
(1)平衡摩擦力,假設木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,每次在小車上加減砝碼時,故不需要重新平衡摩擦力.故A錯誤.
實驗時應先接通電源後釋放小車,故B錯誤.對小車和砝碼整體,由牛頓運動定律,F=m2a,對鈎碼,m1g-F=m1a,聯立解得:讓小車的質量m1遠遠大於小盤和重物的質量m2,因為:實際上繩子的拉力F=m2a=,故應該是m1<<m2,故C錯誤;F=ma,所以:a=F/m,所以在用圖象探究小車的加速度與質量的關係時,通常作a﹣圖象,故D正確;
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會出現當有拉力時,物體不動的情況,説明沒有平衡摩擦力或平衡不夠.故可能作出圖2中*.
此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是砝碼盤和砝碼的總質量太大,沒有遠小於小車和砝碼的質量,
(3)根據勻變速直線的推論:s4﹣s1=3aT2,a==0.46m/s2
(4)若不斷增加鈎碼的個數,a﹣F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸,由於際上繩子的拉力F=m2a=,,那麼加速度,當m1遠大於m2時:a=g。
(5)實驗時,某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟,根據牛頓第二定律得:
F﹣μm2g=m2a
m1g﹣F=m1a
=+μg/F
設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,
所以k=1/F,μg/F =b,
解得:μ=,鈎碼的質量m1=.
【參考*】:(1)D;(2)*,C; (3)0.46;(4)g;(5),
知識點:牛頓運動定律單元測試
題型:實驗,探究題