在探究“加速度與力的關係”實驗中,某同學設計了一種新的方法:他按如圖1所示安裝好實驗裝置,在不懸掛小吊盤時,調...
問題詳情:
在探究“加速度與力的關係”實驗中,某同學設計了一種新的方法:他按如圖1所示安裝好實驗裝置,在不懸掛小吊盤時,調整木板右端的高度,用手輕撥小車,使小車能牽引紙帶沿長木板向左做勻速運動.然後將一定數量的砝碼(其總質量為m)放入小吊盤中(小吊盤質量不計),接通電源,釋放小車,打出一條理想紙帶,並在紙帶上標出小吊盤中砝碼所受的重力F.以後每次實驗將小吊盤中部分砝碼移到小車中,保持砝碼和小車的總質量一定,重複實驗多次,並計算出每條紙帶對應的加速度.
回答下列問題:
(1)按上述方案做實驗,是否要求小吊盤中砝碼的總質量遠小於小車的質量? (填“是”或“否”)
(2)該同學以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫座標,小車對應的加速度大小a為縱座標,在座標紙上作出a﹣F關係圖線.圖2圖線中,你認為合理的是
(3)若該同學所作出a﹣F關係圖線,直線(或直線部分)斜率為k,則小車質量M= .
【回答】
考點:探究加速度與物體質量、物體受力的關係.
專題:實驗題.
分析:(1)把砝碼和小車整體看成研究物件,根據牛頓第二定律分析即可求解;
(2、3)根據牛頓第二定律求出加速度的表示式,分析a與F的關係,從而選擇圖象,並根據圖象斜率的含義求出小車質量M.
解答: 解:(1)把砝碼和小車整體看成研究物件,根據牛頓第二定律可知:
mg=(m+M)a,
若把小吊盤中部分砝碼移到小車中,保持砝碼和小車的總質量一定,則有:
(m﹣m0)g=(m+M)a,
我們發現不需要用砝碼的重力代替繩子的拉力,用整體法求出的加速度就是小車的加速度,所以不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量.
(2)根據牛頓第二定律可知:
F=(m+M)a,
解得:a=
則加速度與F成正比,圖象是通過原點的傾斜的直線,故D正確.
故選:D
(3)a﹣F圖象的斜率k=
解得:M=
故*為(1)否;(2)D;(3)
點評:對於實驗題要掌握其原理,知道課本上的實驗為什麼要求重物的質量遠遠小於小車的質量,能根據牛頓第二定律求出加速度與F的關係,知道a﹣F圖象斜率的含義,題目比較新穎,難度適中.
知識點:牛頓第二定律
題型:實驗,探究題
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