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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间关系的卖验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认

题目详情
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间关系的卖验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带上点求得.
(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为______m/s 2
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的
1
m
数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线;
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______.
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度a/ms -2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
/kg -1
4.00 3.50 3.00 2.5 2.00 1.40 1.00 0.60
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是______.


▼优质解答
答案和解析


(1)纸带上从左往右两个点之间的位移依次记着s 1 到s 8
以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有
a=
(s 5 -s 1 )+ (s 6 -s 2 )+ (s 7 -s 3 )+ (s 8 -s 4 )
1 6T 2

又知T=0.04s          
解得:a=2.99m/s 2        
(2)由表格可知小车的加速度与质量的倒数成正比,根据描点法画出图象,如图所示:
图象为一倾斜的直线,斜率k=
0.5-0.3
1.00-0.60
=
1
2
,所以a=
1
2m

(3)图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
故答案为:(1)2.99;(2)如图所示,a=
1
2m
;(3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
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