在研究“物体加速度与力的关系”的实验中.某小组同学将一端装有定滑轮的平板放置在水平桌面上,组装好的实验器材如*...
问题详情:
在研究“物体加速度与力的关系”的实验中.某小组同学将一端装有定滑轮的平板放置在水平桌面上,组装好的实验器材如*图所示(设当地重力加速度为g).
①实验时,小组同学先用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示,其读数为 cm.
②接着,他们利用*图实验装置便开始实验:保持小车质量不变,多次改变砂桶与砂的总重F.测得加速度a和力F的数据.你认为他们实验中疏漏的一个重要步骤是: .
③纠正疏漏后正确进行实验,依据多次实验得到的a、F数据描出的点如图*所示,发现右侧若干个点明显偏离直线.造成此误差的主要原因是 .(填选项前的字母)
A.木板倾斜不够 B.木板倾斜过度 C.砂桶与砂的总重太大 D.所用小车的质量太大
④若不断增加桶中砂的质量,*图各点连成的a﹣F图象的曲线将不断延伸,那么加速度的趋向值为g.
【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)掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读;
(2)应明确在平衡摩擦力的前提下,绳子拉力才等于小车受到的合力;
(3)应明确在满足砂和砂桶质量远小于小车质量的前提下,描出的图象才是倾斜直线,否则就是曲线;
(4)根据牛顿第二定律写出小车加速度的表达式,然后再讨论即可.
解答: 解:(1)游标卡尺的主尺读数为:0.5cm,游标尺上第9刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm=0.050cm,
所以最终读数为:0.5cm+0.050cm=0.550cm.
(2)由实验原理可知,实验前没有平衡摩擦力,所以该实验中的一个明显疏漏是没有倾斜轨道平衡摩擦力;
(3)根据实验原理可知,在满足砂和砂桶质量远小于小车质量的前提下,绳子拉力才近似等于砂和砂桶的重力,画出的a﹣F图象应是一条倾斜直线,若图象是曲线说明砂和砂桶的质量太大,所以应选择C;
(4)对小车和砂桶整体分析应有:a=,变形为a=,
可见当m→∝时,a=g,即若不断增加砂和砂桶的质量,应有a=g,即小车的加速度的趋向值为g.
故*为:(1)0.550;(2)没有倾斜轨道平衡摩擦力;(3)C;(4)g
点评:“研究加速度与力的关系”实验应明确:①在正确平衡摩擦力的前提下,绳子拉力才等于小车受到的合力;②在满足砂和砂桶质量远小于小车质量的前提下,描出的a﹣F图象才是倾斜直线.
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题
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