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在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时 采用如图1所示的实验装置 小车及车

时间:2018-08-09 12:22:03

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在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时 采用如图1所示的实验装置 小车及车

问题补充:

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图1所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M′表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出:

①当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.

②一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是________

A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源

D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出.

③在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,二位同学得到的a-F关系分别如图2C、D所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力).其原因分别是:

C图:________????????D图:________

答案:

M>>mACD倾角过大倾角过小

解析分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.

该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.

解答:(1)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.那么小车的合力怎么改变和测量呢?为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.

根据牛顿第二定律得:

对m:mg-F拉=ma

对M:F拉=Ma

解得:F拉=

当M>>m时,即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力.

(2)A、平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故A错误.

B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力.故B正确.

C、实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故C错误.

D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量,如果用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=求出,这是在直接运用牛顿第二定律计算的,而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系.故D错误.

本题选错误的,故选ACD

(3)C图:当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大.

D图:从上图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤.即倾角过小

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时 采用如图1所示的实验装置 小车及车中的砝码质量用M′表示 盘及盘中的砝码质量用m表示 小车的加速度可由小车后拖动的纸带由

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