图11-1为“验*牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂...
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图11-1为“验*牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项*作是__________.
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动.从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是__________.
A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D.M=400 g,m=20 g、40g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)图11-2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm,sFG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz,则小车的加速度a=__________ m/s2(结果保留2位有效数字).
图11-2
【回答】
解析:(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力.木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用.为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,因此应把木板的一端垫起适当的高度,以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零,即小车做匀速运动,因此在进行这一*作时,不应挂砂桶,小车应连接纸带,A、C项错误,B项正确.
(2)由于绳子的拉力不易测量,本实验中砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力,而砂桶做加速运动,设加速度大小为a,则T=m(g-a),当砂桶的加速度很小时,T近似等于mg,因此实验中应控制实验条件,使砂桶的加速度很小.只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时,小车和砂桶的加速度才很小,绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力,C项正确.
(3)相邻两计数点间的时间T=0.1 s,由Δx=aT2可得a=,代入数据解得a=0.42 m/s2.
*:(1)B (2)C (3)0.42
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题
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