(10分)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电

◎ 题目

(10分)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,增加砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?________(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的一条纸带如下图所示,可求得小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位小数)

(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,
次数
1
2
3
4
5
砝码盘中砝码的重力F/N
0.10
0.20
0.29
0.39
0.49
小车的加速度
a/(m·s-2)
0.88
1.44
1.84
2.38
2.89
他根据表中的数据画出a-F图象(如左图).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是
________________________________________________________________________,

从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________________________,其大小为  ________ .

◎ 答案

(1)否(2)0.88(3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力 砝码盘的重力 ,0.08 N (0.07~0.08均正确)

◎ 解析


试题分析:(1)B步骤中,小车匀速运动合力为0,即绳子拉力和小车摩擦力以及沿斜面向下的重力分力合力为0,所以去掉绳子后小车的合力即,质量即小车质量,砝码和砝码盘的总质量不会对实验造成误差。
(2)交流电频率50Hz,即0.02s打一个点,计数点的时间为5个计时间隔即0.1s,根据,有
(3)小车的合力是砝码和砝码盘的总重力,而图像中的合力只计入了砝码重力所以不过原点。设砝码盘重力则有与横轴的截距即,大小为0.08N。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电…”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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