如下图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接5

◎ 题目

如下图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电.小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2

(1)下列说法正确的是_______。
A.为平衡小车与水平木板之间摩擦力,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在挂小盘(及砝码)的情况下使小车恰好做匀速运动
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验中要满足m2应远小于m1的条件
D.在用图像探究加速度与质量关系时,应作图像
(2)实验中,得到一条打点的纸带,如右图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则计算小车加速度的表达式为a=                    
(3)某同学在平衡好摩擦力后,保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如右图所示,若牛顿第二定律成立,重力加速度g=10m/s2,则小车的质量为______kg,小盘的质量为______kg。(二个结果都保留两位有效数字)

(4)如果砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增加,会趋近于某一极限值,此极限值为_____ m/s2

◎ 答案

(1)  C ;(2);(3)  2.0或2.1 ; 0.060-0.063之间都对 ;(4) 10  

◎ 解析


试题分析:(1)“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验中,为了消除摩擦力的影响,通过重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力,故将木板带滑轮的一端垫高,故A错误;因摩擦因数不变,改变小车质量后,无需重新平衡摩擦力,故B错误;本实验中绳子的拉力为小车提供加速度,整体分析有: ,设绳子拉力为T,分析砝码受力有:,解得拉力,由此可知,只有当m1远大于m2时,绳子的拉力才近似等于盘和砝码的总重力,故C正确;由牛顿第二定律可知,本实验应做图像,故D错误;
(2)根据匀变速直线运动公式可得逐差公式,故在本题中有,故有a=
(3)根据牛顿第二定律可知故有,即图像斜率表示小车质量的倒数,取点代入数据可得kg=2.0kg,同理计算纵截距求得小盘质量kg。
(4)当砝码质量不断增大时,对系统整体分析,根据牛顿第二定律可知,小车加速度,由数学知识取极限可知当越来越大时=10m/s2

◎ 知识点

    专家分析,试题“如下图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接5…”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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