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如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图.砂和砂桶的质量为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)实验开始
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如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图.砂和砂桶的质量为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)实验开始时需平衡摩擦,某同学的操作如下:将长木板的一端垫起适当的高度,小车后端连着已经穿过打点计时器的纸带,前端连着挂有砂和砂桶并跨过滑轮的细线,轻推小车,观察小车是否做匀速直线运动.此平衡摩擦的方法___(填“对”或“错”).
(2)实验中还需满足m___ M(填“远小于”或“远大于”).
(3)如图2所示,某同学在做实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.1s,其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,则A点处的瞬时速度大小是___m/s,加速度的大小是___m/s2.(保留两位有效数字)
(1)实验开始时需平衡摩擦,某同学的操作如下:将长木板的一端垫起适当的高度,小车后端连着已经穿过打点计时器的纸带,前端连着挂有砂和砂桶并跨过滑轮的细线,轻推小车,观察小车是否做匀速直线运动.此平衡摩擦的方法___(填“对”或“错”).
(2)实验中还需满足m___ M(填“远小于”或“远大于”).
(3)如图2所示,某同学在做实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.1s,其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,则A点处的瞬时速度大小是___m/s,加速度的大小是___m/s2.(保留两位有效数字)
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答案和解析
(1)平衡摩擦力时,将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力,可以根据纸带上打的点迹是否均匀来判断是否做匀速运动,故该同学平衡摩擦力的方法是错误的;
(2)根据牛顿第二定律得,a=
.
绳子的拉力为滑块的合力为T=Ma=
=
.当m< (3) 利用匀变速直线运动的推论得:
vA=
=
=0.86m/s.
由于相邻的计数点间的位移之差不等,故采用逐差法求解加速度.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=
(a1+a2+a3)
带入数据解得:a=0.64m/s2
故答案为:(1)错;(2)远小于;(3)0.86,0.64
(2)根据牛顿第二定律得,a=
mg |
M+m |
绳子的拉力为滑块的合力为T=Ma=
Mmg |
M+m |
mg | ||
1+
|
vA=
s3+s4 |
2T |
0.0833+0.0895 |
0.2 |
由于相邻的计数点间的位移之差不等,故采用逐差法求解加速度.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=
1 |
3 |
带入数据解得:a=0.64m/s2
故答案为:(1)错;(2)远小于;(3)0.86,0.64
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