高中物理人教(新课标)必修1同步练习:42实验_探究加速度与力、质量的关系有答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中物理人教(新课标)必修1同步练习:4.2实验探究加速度
与力、质量的关系
一、实验探究题(共15题;共71分)
1. (1)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:
(ⅰ)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;(ⅱ)取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;
(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到a−F的关系。
①实验获得如图所示的纸带,计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出,则在打d点时小车的速度大小v d=________m/s(保留两位有效数字);
②需要满足条件M≫m的方案是________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);在作a−F
图象时,把mg作为F值的是________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。
1.
(2)某同学用单摆测量重力加速度,
①为了减少测量误差,下列做法正确的是________(多选);
A.摆的振幅越大越好
B.摆球质量大些、体积小些
C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
②改变摆长,多次测量,得到周期平方与摆长的关系图象如图所示,所得结果与当地
重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是________。
A.测周期时多数了一个周期
B.测周期时少数了一个周期
C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长
D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长
2. 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:
(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图1所示装置进行对比实验,两小车放在水
平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小
车静止,抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下.对比两小
车的位移,可知加速度与质量大致成反比,关于实验条件,下列正确的是()(选
填选项前的字母).
A.小车质量相同,钩码质量不同
B.小车质量不同,钩码质量相同
C.小车质量不同,钩码质量不同
(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据,如表所示,在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余
下的一组数据描在坐标纸上,并作出a−1
图像.
M
(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”,请在图3中画出小车
受力的示意图,为了简化“力”的测量,下列说法正确的是()(选填选项前的字母).A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力
B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都等于绳的拉力
D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
3.
(1)小明采用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,他将长木板右端适度垫高以平衡小车所受的摩擦力,他的这个操作的目的是为了()。
A.使重锤的重力等于细线所受的拉力
B.使重锤的重力等于小车所受的合力
C.使细线对小车的拉力等于小车所受的合力
(2)通过实验,小明得到如图乙所示的一段纸带,选A为起点后,每隔一个点标记为计数点(图中B、C、D、E等),测得AB=0.72cm,AC=2.21cm,AD=4.47cm,AE =7.51cm。
已知计时器打点时间间隔是0.02s,则打点计时器打C点时小车的速度为
________m/s,该小车的加速度为________m/s2(结果均保留两位有有效数字);根据实验装置和计算结果,判断实验中存在的一个错误是________。
4. 图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是________.
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是________.
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,量出相邻的计数点之间的距离分别为:
s AB=4.22cm、s BC=4.65cm、s CD=5.08cm、s DE=5.49cm,s EF=5.91cm,s FG= 6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度大小a=________m/ s2.(结果保留两位有效数字)
5. 某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a−F图线,如图(b)所示.
(1)图线________是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m=________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________.
6. 在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图甲所示的实验装置.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.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示,计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=____m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)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.
(3)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下说法正确的是_______.
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,再接通打点计时器的电源
求出
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=mg
M
(4)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a−F关系图像分别如图丙和图丁所示,其原因
分别是:
图丙:________________________________;
图丁:________________________________.
7. 在“探究加速度与质量的关系”的实验中
(1)①备有器材:A.长木板;B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带;C.细绳、小车、砝码;D.装有细砂的小桶;E.薄木板;F.毫米刻度尺;还缺少的一件
器材是________
(2)实验得到如图(a)所示的一条纸带,相邻两计数点的时间间隔为T;B、C间距s2
和D、E间距s4已量出,利用这两段间距计算小车加速度的表达为________.
(3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a−1
图线,从图线可得砂和砂桶的总质量
m
为________kg;(g取10m/s2)
(4)同学乙根据实验数据画出了图(c),从图线可知乙同学操作过程中可能________.
8. 某实验小组用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。
过程如下:
①将一端带有滑轮的长木板置于水平桌面,带滑轮的小车放在长木板上;
②将细绳一端与固定的拉力传感器相连,跨过小车和长木板上的定滑轮,另一端连接
砂桶
③释放砂桶,小车在细绳牵引下运动,与小车连接的纸带通过打点计时器可记录小车
运动情况,拉力传感器可测出细绳拉力F;
④多次改变砂和砂桶的质量,读出拉力F并求出小车加速度a;
⑤以拉力F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a−F图像是一条倾斜直线,如图乙所示。
进一步论证可得出小车质量一定时加速度与力的关系。
请回答下列问题:
(1)关于该实验,下列说法正确的是_____
A.必须平衡小车所受的摩擦力
B.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C.先接通打点计时器的电源,后释放小车
D.必须用天平测得砂和砂桶的质量
(2)如图丙所示为实验中得到纸带的一段,两计数点间还有四个点没有画出,已知打
点计时器打点时间间隔0.02s,则小车的加速度为________m/s2。
(3)若测得乙图中图线的斜率为k,则小车的质量M为________。
9. 某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。
装置如图
所示。
(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。
(2)按图示安装好装置,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,小车________(填“连接”或“不连接)砝码盘,轻推小车,如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”),则摩擦力得到了平衡。
(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量,调节好装置后,将小车由静止释放,读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2,测出两光电门间的距离为L,则小车的加速度a=________(用已知或测出的物理量字母表示)。
(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变,改变小车的质量M重复实验多次,测出多组加速度a的值,及对应的小车质量M,作出a−1
图像。
若图像
M
为一条过原点的倾斜直线,则得出的结论________。
10. 某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。
按图安装好实验装置后,对装置进行调整。
(1)调整弹簧测力计与定滑轮间的水平距离时,与弹簧测力计相连的细线________(填“接通”或“断开”)电源,轻推小车,检査小车是否匀速运动。
(2)为了验证小车的加速度与力是否成正比,小车的质量________(填“不必”或“必须”)远大于砝码和砝码盘的总质量。
11. 某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验时,如图1所示小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当用2条、3条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致,且实验中小车获得的速度由打点计时器所打出的纸带测出.
(1)除了图1中已有的实验器材外,还需要的器材有:学生电源、导线、开关、和
________.
(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则
下面操作正确的是()
A.放开小车,能够自由下滑即可
B.放开小车,能够匀速下滑即可
C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可
D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮
筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是()
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处
D.小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作的情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的
速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据如图2所示的纸带回答,填入相应段
的字母).
12. (1)图(a)为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。
实验中,所选钩码的质
量要远________于小车的质量(选填“大”或“小”)。
固定在小车上是位移传感器的
________(选填“发射器”或“接收器”)。
12.
(2)图(b)是小华同学设计的“用DIS研究加速度和力的关系”的另一套实验方案。
在轨
道上的B点处固定一光电门,将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码。
把小车放到轨道上,挡光片的前端位于A点处,静止释放小车,小车在轨道上做匀加速直线运动。
①测出挡光片的宽度d=0.5×10−2m,小车上挡光片通过光电门的时间Δt=
0.5×10−2s,A、B距离L AB=1m。
则小车过B点的瞬时速度v B=________m/s,加速
度a=________m/s2。
②说明采用该实验方案测加速度时,产生误差的原因。
(说出一个原因即可)
________。
13. 某同学利用图甲所示的装置探究物体质量一定时,加速度与合外力的关系.在水平
轨道上的滑块上方固定一遮光条,侧面固定一力传感器,在轨道右端固定一光电门,
遮光条到光电门的距L=1m,重物用跨过光滑定滑轮的细线与力传感器相连,力传感
器可直接测出细线中拉力F的大小.实验中,保持滑块(含遮光条和力传感器)的质量不变,从A处由静止释放滑块.改变重物的质量,重复上述步骤,可得到滑块通过光电门时的速度v和F的多组数据,做出v2−F的图像如图乙所示.
(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图丙所示,其读数为________ mm;
(2)滑块运动过程中,细线中拉力的大小________(选填“大于”“小于”或“等于”)重
物重力的大小;
(3)实验中做出的v2−F图像为一条直线,________(选填“能”或“不能”)说明物体
质量一定时,加速度与合外力成正比;
(4)由图像可得滑块与轨道间的动摩擦因数为________(重力加速度g=10m/s2,
空气阻力不计).
14. 用如图甲所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮
的长木板放在水平实验桌面上,实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车与
纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz.平衡摩擦力后,在保持实验小
车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为a;改变砂桶中沙子的质量,重复实验三次。
(1)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a−F图象,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象,产生这两种现象的原因可能有()。
A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)
B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)
C.砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M(即m<<M)
D.砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M。
(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度a=________m/ s2.(结果保留3位有效数字)
(3)小车质量M一定,改变砂桶中沙子的质量,砂桶和沙子的总质量为m,根据实验
数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的1
a −1
m
关系图象如图丁所示,
则小车的质量M=________kg.(g=10m/s2)
15. 用图甲所示的装置进行探究加速度与力、质量之间的关系实验,图乙是其俯视图。
两个相同的小车放在平板上,车左端各系一条细绳,绳跨过过定滑轮各挂一个相同的
小盘。
实验中可以通过增减车中的砝码改变小车的质量,通过增减盘中的砝码改变拉力。
两个小车右端通过细线用夹子固定,打开夹子,小车在小盘和砝码的牵引下运动,合上夹子,辆小车同时停止。
(1)小盘和砝码的总质量________(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量;
(2)探究“加速度与合力之间的关系”时,应在砝码盘中放质量________(选填“相同”或“不相同”)的砝码;
(3)探究“加速度与质量之间的关系”时,事实上小车和平板间存在摩擦力,下列说法中正确的是________。
A.若用气垫导轨代替平板有利于减小误差
B.因为两小车质量相同时与桌面的摩擦力相同,所以摩擦力不影响实验结果
C.砝码盘中加的砝码越多加速度越大,摩擦力近似可以忽略,有利于减小误差
参考答案与试题解析
高中物理人教(新课标)必修1同步练习:4.2实验探究加速度
与力、质量的关系
一、实验探究题(共15题;共71分)
1.
【答案】
0.18∼0.19,甲,甲和乙
BC,C
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
探究弹力和弹簧伸长的关系
用单摆测定重力加速度
【解析】
(1)d点的速度等于物体在ce段中运动的平均速度,即利用ce的长度除以对应的时间即可;
当m<M,物体加速度很小,拉力近似等于重物的重力;
(2)选择的摆线越长,单摆的周期越长,测量时间的误差就越小;小球质量越大,体积越小,受到的阻力就越小;结合单摆的周期公式和图像的横纵坐标求解斜率与截距的意义,结合选项分析求解即可.
【解答】
(1)①打点计时器打点周期T=0.1s
由匀加速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得,在打d点时小车的速度
v M=bf
4I
=
(38.10−30.70)×10−2
4×0.1
m/s≈0.19m/s
②在图甲的实验方案中,由托盘和砝码的重力提供拉力,让小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得mg=(M+m)a
则a=m
m+M
⋅
则绳子对小车的拉力F=Ma=M
m+M
⋅mg
当M>m时,绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力.
故甲需要满足M>m
在图乙的实验方案中,挂上托盘和砝码,小车匀速下滑,设斜面的倾斜角为日,斜面和纸带对小车的摩擦力或阻力总和为f,则有Mg sinθ=f+mg
取下托盘和砝码,小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得Mg sinθ−f=Ma
即mg=Ma
故乙方案中,不需要满足M>m
在甲乙方案中,均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F.(2)①A.单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,单摆的摆角不能太大,一般不能超过5∘,否则单摆将不做简谐振动,A做法错误;
B.实验尽量选择质量大的、体积小的小球,减小空气阻力,减小实验误差,B做法正确;
C.为了减小实验误差,摆线应轻且不易伸长的细线,实验选择细一些的、长度适当、
伸缩性小的绳子,C做法正确;
D.物体再平衡位置(最低点)速度最大,计时更准确,D做法错误.
②单摆的周期T=2π√l
g
即T2=4π2
g
⋅1
但是实验所得T2−1没过原点,测得重力加速度与当地结果相符,则斜率仍为4π
8
;则
I2=4π2
8
⋅(1+l0)
故实验可能是测量是直接将摆线的长度作为摆长了.
2.
【答案】
B
(2)如解答图所示.
(3)如解答图所示.,A
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
(1)根据控制变量法进行分析;
(2)描出第4组数据,根据图中的点迹进行画图;
(3)根据受力情况画出小车的受力示意图,再根据受力情况结合题意进行分析。
【解答】
解:(1)为猜想加速度与质量的关系,应该控制合外力一定(即钩码的质量一定),改变小车的质量的大小,分析加速度的大小,故AC错误,B正确.
故选B.
(2)根据图2中的点可知少第4组,即M=0.4kg,1
M =1
0.4
kg−1=2.5kg−1,点迹如图,
作出a−1
M
图像如图所示:
(3)小车受力的示意图如图所示:
A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力,则小车受力可等效为只受绳的拉力,故A正确;
B.若斜面倾角过大,重力沿斜面的分力大于摩擦力,小车所受合力将大于绳的拉力,不利于简化“力”的测量,故B错误;
C.由牛顿第二定律可知,无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都大于绳的拉力,故C错误;
D.当砂和砂桶的质量远小于小车的质量时,砂和砂桶的重力近似等于绳的拉力,不
一定要匀速运动,故D错误.
故选:A.
3.
【答案】
C
0.47,4.8,悬挂的重锤重量太大
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
(1)平衡摩擦力的目的是使细线对小车的拉力等于小车所受的合力。
(2)利用中间时刻的速度等于该时间段的平均速度求小车在C点的速度;根据逐差法
求加速度。
(3)为了保证致细绳的拉力和重锤重力近似相等,悬挂的重锤重量不能太大,即要满
足M>>m。
【解答】
如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,为了保证细线对小车的拉
力等于小车所受的合力,需要将长木板右端适度垫高以平衡摩擦力,故C正确,AB错误。
每隔一个点标记为计数点,故相邻两个计数点之间的时间间隔为T=2×0.02s=0.04s;中间时刻的速度等于该时间段的平均速度,所以小车在C点的速度为v C=x BD
2T
=
x AD−x AB
2T =4.47−0.72
2×0.04
×10−2m/s≈0.47 m/s;
根据逐差法求加速度,a=(x CD+x DE)−(x AB+x BC)
4T2=x AE−2x AC
4T2
=7.51−2×2.21
4×0.042
×10−2m/s2≈
4.8m/s2(1)本实验装置是用重锤的重力去代替绳子拉力;对重锤,根据牛顿第二定律:F−mg=ma,只有加速度比较小时,绳子拉力才近似等于重锤的重力,而实验所得
加速度a=4.8m/s2比较大,会引起较大的实验误差;导致加速度较大的原因,是重锤
的质量没有满足远小于小车质量的条件(悬挂的重锤重量太大)。
4.
【答案】
B
【考点】
验证牛顿第二运动定律
【解析】
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,则应平衡摩擦力;
2、当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量,即m<<M时才可以认为绳对小车
的拉力大小等于沙和沙桶的重力;
3、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
【解答】
解:(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了使细线对小车的拉力大小等于小车所
受的合外力,则需要平衡摩擦力,并使细线与长木板平行,平衡摩擦力的方法是只让
小车牵引纸带(撤去砂及砂桶),纸带穿过打点计时器,并垫高长木板不带滑轮的一端,打点计时器接通电源工作;如果打出纸带上的点迹分布均匀,则说明小车做匀速运动.故B正确,AC错误.
故选:B.
(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中,为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力,则M≫m,且尽可能地多做几组,故选项C最合理.故选:C.
(3)根据题意,相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,
根据Δs=aT2得:
s DE−s AB=3a1T2,s EF−s BC=3a2T2,s FG−s CD=3a3T2,
所以小车的加速度a=a1+a2+a3
(3T)2=(s DE+s EF+s FG)−(s AB+s BC+s CD)
9T2
≈0.42m/s2.
5.
【答案】
(1)①
(2)0.5,0.2
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)图线①,F=0即拉力为0时,加速度a不等于零,则图线①为倾斜轨道实验结果图像.
(2)当轨道水平时,根据牛顿第二定律得:
a=F−μmg
m =F
m
−μg,
滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数,
图线的斜率k=4−2
1=2
1
=2,
则m=0.5kg,
纵轴截距μg=2,解得:μ=0.2.
(1)0.16
(2)m≪M
B
(4)m过大(或M过小),造成m不是远小于M,没有平衡摩擦力或木板的倾角过小
【考点】
加速度与力的关系图象
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
(1)根据a=Δx
T2
求解;
(2)当砝码和盘的总重力要小于小车的重力时,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力;
(3)根据实验步骤进行分析;
(4)根据图像的特点分析实验步骤.
【解答】
解:(1)由a=Δx
T2
得,该小车的加速度a≈0.16m/s2.
(2)根据牛顿第二定律,对m:mg−F
拉=ma,对M:F
拉
=Ma,解得F
拉
=mMg
1+m
M
,
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.
(3)A.平衡摩擦力时,不能将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上,故A 错误;
B.改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故B正确;
C.实验时,先接通电源,再释放小车,故C错误;
D.小车运动的加速度通过纸带求出,不能通过a=mg
M
求出,故D错误.
故选:B.
(4)图丙中当盘及盘中砝码质量较大时,a−F图像发生弯曲,这是由于没有保证小车质量远大于盘及盘中砝码质量造成的;
图丁中直线没过原点,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了.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.
7.
【答案】
(1)天平;
(2)a=s4−s2
2T2
;
(3)0.02;。