某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.
(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是______;
(2)为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小,须满足的条件是钩码的总质量______小车的总质量(填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”).
(3)一组同学在做小车加速度与小车质量的关系实验时,保持钩码的质量一定,改变小车的总质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与小车的总质量M之间的关系,应作出a与______的图象.
(4)甲同学根据测量数据作出的a-F图象如图所示,说明实验中存在的问题是______.

◎ 答案

(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力;
(2)重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
对重物,有 mg-T=ma
对小车,有 T=Ma
解得
T=
M
M+m
mg

故当M>>m时,有T≈mg
(3)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;
但a=
F
M
,故a与
1
M
成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-
1
M
图象.
(4)图2中图象与纵轴的截距大于0,说明在拉力等于0时,就已经有加速度,说明平衡摩擦力时斜面的倾角过大.
故答案为:(1)平衡摩擦力;(2)远小于;(3)
1
M
;(4)平衡摩擦力时斜面的倾角过大

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某实验小组采用图示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.(1)为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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