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(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验,如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下:a.按图把实验器

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验,如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下:

a.按图把实验器材安装好,不挂砂桶,反复移动木板下的垫木直到小车做匀速
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶,并在砂桶中放入10枚回形针(经测量每枚回形针的质量为m0=0.5g),接通电源,放在小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,并在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变砂桶中钓的回形针的数量n,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;并记入下表中
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示回形针的枚数n,根据表中数据作出a-n图线。


(1)如图所示为n=30时实验得到的纸带,这位同学已算出打点计时器打下计数点“l” 时纸带的速度为vl=0.54 m/s,请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v3=      m/s,表中第3次实验时小车运动的加速度大小为       m/s2。(均保留2位有效数字)。
(2)根据上表已描出部分数据点,请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。        
(3)若作出的a-n图线的斜率为k,纵坐标轴上的截距为b,则可求得小车的质量为        ;砂桶的质量为          (结果用k、b及m0等字母表示)。

◎ 答案

(1)0.65m/s;0.55m/s2;(2)见解析:(3)

◎ 解析


试题分析:(1)由图可知,两个点之间的时间间隔T=5×0.02=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得:

根据v3=v1+at得:
(2)根据描点法作出图象,如图所示:

(3)对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,而在a-n图象中,n=

所以
故小车质量
F=0时,产生的加速度是由于砂桶作用产生的,故有:mg=Ma0
解得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验,如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下:a.按图把实验器…”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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