某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz,打点时间间隔为0.02秒)①图(b)为某次实验得到的

发布时间:2020-08-07 12:40:07

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz,打点时间间隔为0.02秒)

①图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留二位有效数字)
②保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据,如何利用这些数据才能比较直观地确定小车加速度a与质量m之间的关系呢?________.
③保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,甲、乙两位同学根据实验数据分别作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)、(d)所示.图(c)中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线,其主要原因是________.图(d)中的图线不通过原点,其主要原因是________.

网友回答

3.2    我们可以去作a-图象.    砂和砂桶的质量没有远小于车的质量    实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
解析分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.
该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.
纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的两个推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.
要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.

解答:①从b图中看出相邻的计数点时间间隔为0.04s
利用匀变速直线运动的两个推论得出:
a====3.2m/s2
②要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.
但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系.
通过尝试我们可以去作作加速度与小车质量倒数之间的关系图象(或作a与1/m的关系图象).
③(c)图:设小车的质量为M,砂和砂桶的质量为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==
当m<<M时,即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力.
从图象上可以看出:F从0开始增加,砂和砂桶的质量远小于车的质量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那么在后面
砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢,那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢.
所以原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.
(d)图:从上图中发现直线没过原点,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,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.
所以原因是实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.
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