某同学用如图所示实验装置来探究加速度与物体质量、物体所受力的关系.滑道水平,用钩码所受的重力作为滑块所受的拉力,得到滑块的加速度与拉力的关系图像。重力加速度为g=10

◎ 题目

某同学用如图所示实验装置来探究加速度与物体质量、物体所受力的关系.滑道水平,用钩码所受的重力作为滑块所受的拉力,得到滑块的加速度与拉力的关系图像。重力加速度为g=10 m/s2

(1)图像不过原点的原因是________________;滑块所受的滑动摩擦力f=________N。
(2)随着拉力F的增大,图像明显偏离直线,造成此现象的主要原因是________。
(3)若拉力F无限增大,图像将趋于________,加速度a=________m/s2
(4)滑块的质量M=________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________,计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)。

◎ 答案

(1)没有平衡摩擦力(2)所挂钩码的质量太大(3)一条水平直线(4)0.3kg;;偏大

◎ 解析


试题分析:(1)从图中可得滑块受到的合外力不为零时,加速度却为零,所以需要一定的力来平衡摩擦力,故原因是没有平衡摩擦力
(2)当钩码重力太大时,钩码向下的加速度会明显增大,此时绳中张力会明显小于钩码重力,合外力测量值偏大,
(3)设滑块的质量为M,钩码的质量为m,滑块所受的滑动摩擦力为f,根据牛顿第二定律得,解得,当为定值,图像趋于一条水平直线;
(4)由图像可知当F=2N时,,此数据不在图线的直线部分,说明不满足的条件,由得m=0.2kg,再根据牛顿第二定律可得,带入数据可得,故由得:
上述分析中,f=1N应包含纸带和限位孔之间的摩擦力,所以在利用计算滑动摩擦力时,计算值比真实的要偏大

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学用如图所示实验装置来探究加速度与物体质量、物体所受力的关系.滑道水平,用钩码所受的重力作为滑块所受的拉力,得到滑块的加速度与拉力的关系图像。重力加速度为g=10…”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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