为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”,某同学设计了如图1所示的实验装置,图中打点计时器的...
问题详情:
为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”,某同学设计了如图1所示的实验装置,图中打点计时器的交流电源频率为f=50Hz.
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列 的点;
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码;
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m;
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2,…,求出与不同m相对应的加速度a;
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出﹣m关系图线.
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保*在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是 ;
②图3为用米尺测量某一纸带的情况,a可用s1、s3和f表示为a= ,由图可读出s1、s2、s3,其中s1= cm,代入各数据,便可求得加速度的大小;
③图2为所得实验图线的示意图,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为 ,小车的质量为.
【回答】
考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
专题: 实验题.
分析: (1)①平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀;
(2)为了保*在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量;由匀变速直线运动的推论得:△x=aT2,即可求解加速度,由牛顿第二定律求出图象的函数表达式,然后根据图示图象分析答题.
解答: 解:(1)①平衡摩擦力时,如果小车的重力沿板方向的分力正好等于摩擦力,给小车一个速度,小车将做匀速运动,因此打点计时器打出的点应该是间隔基本相等的;
(2)①设小车的质量为M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为F,
以整体为研究对象有mg=(m+M)a
解得a=
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=mg
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小吊盘和盘中物块的重力.所以为了保*在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量,所以应满足的条件是:小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量;
②根据匀变速直线运动规律可知,相邻相等时间内的位移之差相等,即:△s=aT2,又由题意可知打点的时间间隔为△t、每5个间隔标注一个计数点,因此相邻计数点之间的时间间隔为:T=5△t,△t=有:s3﹣s1=2aT2,解得:a=,根据题图可读出s1=36.7mm﹣12.5mm=2.42cm(由于刻度尺读数时要有估读位,因此读数在2.39~2.45cm之间均正确);
③设细线对小车的拉力为F,小车的质量为M,砝码随小车一起加速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有:F=(M+m)a,解得:,所以,k=,b=,解得:F=,M=,即小车受到的拉力为,小车的质量为.
故*为:(1)间隔基本相等;(2)①小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量;②;2.42;③;
点评: 实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源;遇到涉及图象的问题时,要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式,再根据斜率和截距的概念求解即可.
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题
-
_______________,听取蛙声一片。 (*弃疾《西*月•夜行黄沙道中》)
问题详情:_______________,听取蛙声一片。 (*弃疾《西*月•夜行黄沙道中》)【回答】稻花香里说丰年知识点:其他题型:填空题...
-
近日我州某地成功处置了一辆满载三*化*(PCI3)的车辆泄漏事故.三*化*是一种重要的无机盐工业产品,无*液体...
问题详情:近日我州某地成功处置了一辆满载三*化*(PCI3)的车辆泄漏事故.三*化*是一种重要的无机盐工业产品,无*液体、密度1.574g/cm3(21℃),熔点﹣112℃,沸点75.5℃,易燃.遇水反应生成亚**(H3PO3)和*化*,与有机物接触会着火.下列对三*化*的说法错误的是()A.三*化*中*元素的化合价为+...
-
根据句意及首字母,写出单词,使句子意思完整1.Mym________birthdayisDecember13t...
问题详情:根据句意及首字母,写出单词,使句子意思完整1.Mym________birthdayisDecember13th.2.Ilikep________music.3.Shew________toplaybaseball.4.Thelittleboywantssomec________.5.MissWangiso________musicteacher.6.Doyouwanttoplaywiththedogn________?7.Let'sp_...
-
________hislessons,hefailedintheexam.A.Notreviewing B.H...
问题详情:________hislessons,hefailedintheexam.A.Notreviewing B.Havingnotreviewed C.Notreviewed D.Nothavingreviewed【回答】D知识点:非谓语动词题型:选择题...
相关文章
- 如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花打点计时...
- 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图所示的装置,计时器打点频率为50Hz。(1)该同学得到...
- 图a为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F以及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花打点计时器,...
- 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某学习小组在实验室组装了如图的装置外,还备有下列器材:打点计时器所用...
- 图*所示为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”的实验装置示意图,图乙是某同学通过实验,得到的...
- 某实验小组在探究“加速度与物体质量、受力的关系”的实验时,设计如下的实验方案,实验装置如图*所示,打点计时器所...
- 某同学设计了一个探究物体质量一定时加速度a与物体所受合力F的关系实验.如图(a)为实验装置简图,实验中,小车运...
- 如图所示是某同学设计的“探究质量m一定时,加速度a与物体所受合力F间的关系”的实验.图(a)为实验装置简图,其...
- 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图所示的装置.在实验过程中:(1)打点计时器应该与 ...
- 某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系实验。如图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时...