如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得.
(1)关于该实验,下列说法中正确的是______.
A.砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持水平
(2)图(b)是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据完成表格中空白处.
计数点123456瞬时速度/(?m?s-1)0.1650.215______0.3140.3640.413由纸带求出小车的加速度a=______?m/s2??(加速度a保留2位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表:
次数12345小车的加速度a/(?m?s-2)1.251.000.800.500.40小车的质量m/kg0.4000.5000.6251.0001.250[来Z小车质量的倒数m-1/kg-12.502.001.601.000.80利用上表数据,在坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映a与m关系的图象.
______
(4)上题中该小车受到的拉力F为______N.
网友回答
解:(1)A、该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.那么小车的合力怎么改变和测量呢?为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.
设小车的质量为M,砝码和小桶的质量为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砝码和小桶的总重力.
故A、B正确.
C、电火花和电磁计时器都使用交流电源.故C正确.
D、木板D的左端被垫高后,如果细线应保持水平,那么小车的合力就不等于绳子的拉力.小车的合力就不能正确测量.故D错误.
(2)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔为0.1s.
根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度.
v3==m/s=0.264m/s
选一段过程运用加速度公式:a==0.50m/s2.
(3)直观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系,即画出直线图象.见图
(4)根据牛顿第二定律:F=ma得出:
上题中该小车受到的拉力F为0.5N.
故