问题详情:
在“验*牛顿运动定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与 的图象.
(3)如图(a),*同学根据测量数据做出的a﹣F图线,说明实验存在的问题是 .
(4)乙、*同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a﹣F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的 物理量取值不同?
【回答】
解:(1)根据牛顿第二定律,对整体有:a=,则绳子的拉力F=Ma=,显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a﹣M图象;
但a=,故a与成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a﹣图象;
(3)图中没有拉力时有加速度,说明重力的分力大于摩擦力,是由于平衡摩擦力时木板倾角过大造成的.
(4)根据a=知a﹣F图象斜率表示质量倒数,根据图象斜率不同知两次实验的两小车及车上砝码的总质量不同
故*为:
(1)M>>m;
(2)
(3)平衡摩擦力时木板倾角过大
(4)两小车及车上砝码的总质量不同.
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题