問題詳情:
(09·*蘇物理·11)“探究加速度與物體質量、物體受力的關係”的實驗裝置如圖*所示。
(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中,打出了一條紙袋如圖乙所示。計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離。該小車的加速度a=______m/s2.(結果保留兩位有效數字)
(2)平衡摩擦力後,將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤,然後每次從小車上取一個砝碼新增到砝碼盤中,測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗資料如下表:
砝碼盤中砝碼總重力F(N) | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
加速度a(m·s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
請根據實驗資料作出a-F的關係影象.
(3)根據提供的試驗資料作出的-F圖線不通過原點,請說明主要原因。
【回答】
*: (1) 0.16 (0.15也算對) ;(2)(見圖);(3)未計入砝碼盤的重力。
解析:(1)處理勻變速直線運動中所打出的紙帶,求解加速度用公式,關鍵弄清公式中各個量的物理意義,為連續相等時間內的位移差,t為連需相等的時間間隔,如果每5個點取一個點,則連續兩點的時間間隔為t=0.1s,(3.68-3.52)m,帶入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最後一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.
(2)根據圖中的資料,合理的設計橫縱座標的刻度值,使圖線傾斜程度太小也不能太大,以與水平方向夾角45°左右為宜。由此確定F的範圍從0設定到1N較合適,而a則從0到3m/s2較合適。設好刻度,根據資料確定個點的位置,將個點用一條直線連起來,延長交與座標軸某一點。如圖所示。
(3)處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點、拐點、面積等意義,能正確理解這些量的意義則很多問題將會迎刃而解。與縱座標相交而不過原點,該交點說明當不掛砝碼時,小車仍由加速度,即繩對小車仍有拉力,從此拉力的來源考慮很容易得到*,是因為砝碼盤的重力,而在(2)問的圖表中只給出了砝碼的總重力,而沒有考慮砝碼盤的重力。
知識點:專題十三 中學物理實驗
題型:實驗,探究題