某同学用图1的实验装置探究“小车加速度与力”的关系,图中A为小车,连接在后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧

◎ 题目

某同学用图1的实验装置探究“小车加速度与力”的关系,图中A为小车,连接在后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,P为带有滑轮及砝码的盘,通过增减盘中的砝码可调节A受到的拉力。实验中,小车碰到定滑轮时,盘和砝码尚未到达地面。

(1)调节P中的砝码,先接通电源、再松开小车,观察发现弹簧测力计C的示数如图2时,打 点计时器打下的纸带如图3所示,已知打点计时器工作频率为50Hz,可求得:(保留三位有效数字)
①滑块运动的加速度a=        ;
②小车A的质量为mA=     ,与真实值相比,求得小车A的质量       (选填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:                     。
(2)利用此装置还可以验证A、P组成的系统机械能是否守恒,若选用图3中纸带上的M、N两点进行验证,已知小车A的质量为mA,回答下列问题:(重力加速度为g)
①下列物理量中,还需测量或计算的是      .(填入正确选项前的字母)
A.P的总质量mP    B.M点的速度vM和N点的速度vN
G.OG两点间的距离hOG      D.MN两点间的距离hMN
E.小车从M运动到N的时间t AN
②AP系统从M到N的过程中,重力势能的减小量为△Ep=           ,动能的增加量为△Ek=      .(用测量或计算的物理量字母表示)

◎ 答案

◎ 解析

(1)①滑块运动的加速度a=
②拉力F=2.1N,根据牛顿第二定律, ,解得小车A的质量为mA=0.420kg,
求得小车A的质量偏大,因为运动过程中,没有考虑纸带对小车的拉力,小车受到的阻力
(2)①利用此装置还可以验证A、P组成的系统机械能是否守恒,即验证表达式,,所以还需要测量和计算得物理量有,P的总质量mP ,M点的速度vM和N点的速度vN,MN两点间的距离hMN
故选ABD
②AP系统从M到N的过程中,重力势能的减小量为△Ep=,动能的增加量为△Ek=

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学用图1的实验装置探究“小车加速度与力”的关系,图中A为小车,连接在后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧…”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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