(10分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系
◎ 题目
(10分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2. ⑴该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是 ; ⑵为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量 ,若上述测量的量用石表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a= ; ⑶某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像. ⑷由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是 . |
◎ 答案
⑴用砂和砂桶的总重力mg表示了小车所受的合外力;⑵两光电门之间的距离s,a=(或小车通过两光电门的时间t,a=);⑶图略,见解析;⑷木板倾角太小(或平衡摩擦不足) |
◎ 解析
试题分析:⑴由于细线不可伸长,因此砂和砂桶与小车具有了相同大小的加速度,根据牛顿第二定律有:mg=(M+m)a,解得:a==,因此只有当M>>m时,a≈,即用砂和砂桶的总重力mg表示了小车所受的合外力 ⑵小车通过两光电门的速度分别为:v1=,v2=,因此还需知道小车通过两光电门的位移,即两光电门之间的距离s,根据匀变速直线运动规律有:2as=-,联立以上各式解得:a= 或者,还需知道小车通过两光电门的时间t,根据匀变速直线运动规律有:v2=v1+at,联立以上各式解得:a= ⑶根据描点作图的原则,对照表格数据,作出a-F图象如下图所示; ⑷由图象可知,图线不过坐标原点,存在横截距,即施加一定的外力后,小车加速度仍然为零,因此该误差产生的原因是木板倾角太小(或平衡摩擦不足) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(10分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系…”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。- 最新内容
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