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实验：探究加速度与力、质量的关系
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如图一所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．（1）若用游标卡
网友投稿 2022-10-27 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图一所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d，实验时将小车从图二所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t，则小车经过光电门时的速度为v=______；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为______；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系．处理数据时应作出______图象．
A．△t-m B．△t
2
-m C．
1
△t
-m
D．
1
△
t
2
-m
（4）某同学在（3）中作出的线性图象不通过坐标原点，其原因是______?
◎ 答案
（1）匀加速直线运动中可以用平抛速度代替瞬时速度，所以小车经过光电门时的速度为v=
d
△t
；
（2）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，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．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F
拉
=ma
对M：F
拉
=Ma
解得：F
拉
=
mMg
m+M
=
mg
1+
m
M
当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力．
（3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v
2
=2as，a=
v
2
2s
=
(
d
△t
)
2
2s
=
d
2
2s(△t)
2
，而a=
F
M
=
mg
M
，所以
1
(△t)
2
=
2gs
d
2
M
m
；
所以要画出
1
△
t
2
-m
故选D
（4）开始当小车挂上重物时，加速度却为零，线性图象不通过坐标原点，故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小．即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）
d
△t
（2）m远小于M （3）D （4）没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图一所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．（1）若用游标卡…”主要考查了你对 【实验：探究加速度与力、质量的关系】 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。
http://www.00-edu.com/html/202210/330332.html
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