问题详情:
为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,*、乙两同学设计了如图所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量.力传感器可测出轻绳中的拉力大小.
(1) 实验时,一定要进行的*作是______.
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保*砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M.
(2) *同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留三位有效数字).
(3) *同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为_________________.
A. B.-m0 C.-m0 D.
(4) 乙同学根据测量数据作出如图所示的a-F图线,该同学做实验时存在的问题是___________.
【回答】
BC 2.00 C 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【详解】
(1)本题拉力可以由传感器测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故AD错误;实验时需将长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确;实验时,小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,需记录传感器的示数,故C正确.
(2)根据,运用逐差法得.
(3)由牛顿第二定律得,则,a-F图象的斜率,则小车的质量,故C正确.
(4)当F不等于零,加速度a仍然为零,可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
【点睛】
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的*作步骤和数据处理以及注意事项,小车质量不变时,加速度与拉力成正比,对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数.
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题