重庆一中物理实验小组进行“验证牛顿第二定律”的实验,图甲为实验装置简图。(1)图乙所示为某小组在实验中通过打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为

◎ 题目

重庆一中物理实验小组进行“验证牛顿第二定律”的实验,图甲为实验装置简图。

(1)图乙所示为某小组在实验中通过打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,若测得,则打D点时小车的瞬时速度=   m/s,小车加速度a=   m/s2。(以上计算结果均保留二位有效数字)
如果实验时电网中交变电流的实际频率偏大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值比实际值    。(填“偏大”或“偏小”)。
(2)某组同学实验后得到了如图丙所示的两条a-F 图线。
(Ⅰ)图线①不过原点的原因是:             
(Ⅱ)图线②不过原点的原因是:             
(Ⅲ)分析丙图可得小车质量m=   kg;假设得到图线②时长木板水平且小车和木板间的摩擦为滑动摩擦,则他们接触面间的动摩擦因数μ=    。(g取10m/s2

◎ 答案

(1),偏小。
(2)(Ⅰ)平衡摩擦时倾角过大;
(Ⅱ)未平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角偏小;
(Ⅲ)0.5kg;0.2。

◎ 解析


试题分析:(1)根据匀变速直线运动中点时刻的速度等于平均速度,所以
可得,
如果实验时电网中交变电流的实际频率偏大,则周期T偏小,计算时按实际周期算是准确的,但是仍按正常周期计算,则所得加速度比真实值偏小。
(2)(Ⅰ)由实验注意事项和题意可知图线①不过原点的原因是:平衡摩擦时倾角过大;
(Ⅱ)由实验注意事项和题意可知图线②不过原点的原因是:未平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角偏小;
(Ⅲ)由可知,所以图线的斜率为,所以,m=0.5kg;由图线②可得小车受到的摩擦力,由可得
点评:此类问题计算某一点的瞬时速度用平均速度等于中点时刻的速度,加速度用来计算,图线的斜率为,与坐标轴的交点有不同的物理意义,在F轴上有截距表示未平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角偏小,在a轴上有截距表示平衡摩擦时倾角过大。

◎ 知识点

    专家分析,试题“重庆一中物理实验小组进行“验证牛顿第二定律”的实验,图甲为实验装置简图。(1)图乙所示为某小组在实验中通过打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为…”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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