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在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如下图(a)所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,砂和砂桶的质量用m表示.(交流电的频率为50Hz)(1)图

网友投稿  2022-10-16 00:00:00  零零社区

◎ 题目

在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如下图(a)所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,砂和砂桶的质量用m表示. (交流电的频率为50Hz)

(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为   m/s2(保留两位有效数字)
(2)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力.
(3)在实验中,由于没有注意始终满足(2)的条件,结果得到的图象应是图中的(  )

(4)某一组同学先保持砂和砂桶的质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是________.
A.平衡摩擦力时,应将砂和砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式求出

◎ 答案

(1)     3.2  m/s2     (2)  M>>m        (3)     D          (4)   B

◎ 解析


试题分析:(1)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即,又计数点间的时间间隔,所以小车的加速度大小为 
(2) 绳子对小车的拉力大小为T,对小车及车中的砝码,根据牛顿第二定律有: ;对砂和砂桶,根据牛顿第二定律有:,联立以上两式解得:,当时,,所以当M与m的大小关系满足时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力.
(3)由(2)中两式联立解得:,当时,,此时a与成正比,为线性关系,当不能满足这个条件时,有,若M减小,a减小,图线的斜率减小,故选D.
(4) 平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故A错误;每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B正确;实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故C错误;小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系,故D错误.所以选B.

◎ 知识点

    专家分析,试题“在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如下图(a)所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,砂和砂桶的质量用m表示.(交流电的频率为50Hz)(1)图…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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