某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.
(1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d=______cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t,则小车经过光电门时的速度为______(用字母表示);
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为______;
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出______(选填“v-m”或“v2-m”)图象;
(4)该同学在③中作出的线性图象不通过坐标原点,开始实验前他应采取的做法是______
A.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动.
网友回答
解:(1)游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×10mm=0.50mm,
所以最终读数为:10mm+0.150mm=10.50mm=1.050cm;
②数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,
用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:
(2)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.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.
根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:当M>>m时,即当重物质量要远小于小车的质量时,绳子的拉力近似等于重物的总重力.
(3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有?
由题意可知,g为常量,M、s不变,画出v2-m图象,若图象为过原点的直线,则说明外力和加速度成正比,故画出v2-m图象可以直观的得出结论.
(4)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,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,当每次改变重物的质量时,不需要重新调节木板的倾角,故A、B、D错误,C正确.
故选C.
故