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某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相
题目详情
某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg.实验步骤如下:
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(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a.
(3)对应于不同的n的a值见下表.n=2时的s-t图象如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表.
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图象.从图象可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比.
(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为___kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m•s-2).
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是___(填入正确选项前的标号)
A.a-n图线不再是直线
B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
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(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a.
(3)对应于不同的n的a值见下表.n=2时的s-t图象如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表.
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
a/m•s-2 | 0.20 | ___ | 0.58 | 0.78 | 1.00 |
(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为___kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m•s-2).
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是___(填入正确选项前的标号)
A.a-n图线不再是直线
B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
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▼优质解答
答案和解析
(3)物体做匀加速直线运动,对应的x-t图象为曲线,由图象可知,当t=2.0s时,位移为:x=0.80m;
则由x=
at2代入数据得:a=0.40m/s2;
(4)在图C中作出点(2,0.40),并用直线将各点相连,如图所示;
(5)由图c可知,当n=4时,加速度为0.78m/s2,由牛顿第二定律可知:
4×0.01×9.8=(m+5×0.01)×0.78
解得:m=0.45kg;
(6)若木板水平,则物体将受到木板的摩擦力;则有:
nm0g-μ[m+(5-n)m0g]=(m+5m0)a;
a=
-
=
n-
故说明图象仍为直线,但不再过原点;并且斜率增大;故BC正确;
故选:B;
故答案为:(3)0.40; (4)如图所示;(5)0.45;BC.
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则由x=
1 |
2 |
(4)在图C中作出点(2,0.40),并用直线将各点相连,如图所示;
(5)由图c可知,当n=4时,加速度为0.78m/s2,由牛顿第二定律可知:
4×0.01×9.8=(m+5×0.01)×0.78
解得:m=0.45kg;
(6)若木板水平,则物体将受到木板的摩擦力;则有:
nm0g-μ[m+(5-n)m0g]=(m+5m0)a;
a=
nm0g |
m+5m0 |
μ[mg+(5-n)m0g] |
m+5m0 |
m0g+μm0g |
m+5m0 |
μmg |
m+5m0 |
故说明图象仍为直线,但不再过原点;并且斜率增大;故BC正确;
故选:B;
故答案为:(3)0.40; (4)如图所示;(5)0.45;BC.
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