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某实验小组采用如图1所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系.①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与(填“桌面”或“长木板”)平行.
题目详情
某实验小组采用如图1所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系.
①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与___(填“桌面”或“长木板”)平行.
②实验时先不挂砂桶,反复调整垫木的位置,轻推小车,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是___.
③保持小车质量不变,用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车,打出纸带.如图2所示是实验中打出的一条纸带的一部分,从较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出,测出各计数点之间的距离.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中AB两计数点间的时间间隔为T=___s,小车运动的加速度为a=___m/s2
④用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F,通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系,根据实验中得到的数据描出如图3所示的点迹,该实验小组得到的a-F图线如图3所示.实验结果跟教材中的结论不完全一致.你认为产生这种结果的原因可能是___.
⑤该实验中,若砂桶和砂的质量为m,小车质量为M,细线对小车的拉力为F.则拉力F与mg的关系式
为___,若要使|
|<10%,则m与M的关系应满足___.
①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与___(填“桌面”或“长木板”)平行.
②实验时先不挂砂桶,反复调整垫木的位置,轻推小车,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是___.
③保持小车质量不变,用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车,打出纸带.如图2所示是实验中打出的一条纸带的一部分,从较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出,测出各计数点之间的距离.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中AB两计数点间的时间间隔为T=___s,小车运动的加速度为a=___m/s2
④用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F,通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系,根据实验中得到的数据描出如图3所示的点迹,该实验小组得到的a-F图线如图3所示.实验结果跟教材中的结论不完全一致.你认为产生这种结果的原因可能是___.
⑤该实验中,若砂桶和砂的质量为m,小车质量为M,细线对小车的拉力为F.则拉力F与mg的关系式
为___,若要使|
mg-F |
mg |
▼优质解答
答案和解析
①拉小车的细线应该与长木板平行,因为在平衡摩擦力时,长木板与桌面间是有一定夹角的;
②其目的是在平衡摩擦力,以保证砂桶对小车的力就是小车受到的合外力;
③由于相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出,所以两计数点间的时间间隔为T=0.02s×5=0.1s,
小车运动的加速度为a=
=
=0.46 m/s2;
④由图5可知,当外力F增大到一定程度时,加速度的变化不再与外力成正比,而是变化变小了,说明是砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;
⑤设砂桶与小车的加速度为a,则mg=(m+M)a,故拉力F=Ma=
mg,要使|
|<10%,则将前式代入后式,解这等式得m与M的关系应满足m<
M.
故答案为:①长木板;②平衡摩擦力;③0.1;0.46;④砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;⑤F=
mg;m<
M.
②其目的是在平衡摩擦力,以保证砂桶对小车的力就是小车受到的合外力;
③由于相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出,所以两计数点间的时间间隔为T=0.02s×5=0.1s,
小车运动的加速度为a=
CE-AC |
(2T)2 |
0.079-0.0606 |
4T2 |
④由图5可知,当外力F增大到一定程度时,加速度的变化不再与外力成正比,而是变化变小了,说明是砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;
⑤设砂桶与小车的加速度为a,则mg=(m+M)a,故拉力F=Ma=
M |
M+m |
mg-F |
mg |
1 |
9 |
故答案为:①长木板;②平衡摩擦力;③0.1;0.46;④砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;⑤F=
M |
M+m |
1 |
9 |
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