(10分)图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图。(1)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打

◎ 题目

(10分)图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图。

(1)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出s1=3.20 cm,s2=4.52 cm,s5=8.42 cm,s6=9.70 cm.

则①木块加速度大小a=___  m/s2,② 打下3点时的速度为    。(保留三位有效数字).
(2)根据某次实验记录的数据,作出a—F图线如图2所示,图线不经过原点的原因是    ;a-F图线不是一条直线主要的原因,是         
(3)几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后,重新设计了一个实验如图3所示,滑块M放在气垫导轨上,并在滑块上固定一个速度传感器,力传感器固定在另一水平台子上,分别与两台电脑相连,气垫导轨连上气泵并调成水平。多次改变钩码m的质量,由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值。则下列说法中正确的是 :(    )    
A.由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦很小,可以得出a∝F的结论,图线是倾斜的直线
B.力传感器测得的力F=mg/2,在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量M
C.除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外,动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D.实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g。

◎ 答案

(1)1.30m/s2   0.646m/s (2)滑板的倾角过大   小车质量与钩码质量关系M>>m (3)A

◎ 解析


试题分析:(1)a=(a1+a2)/2,a1=(x6-x2)/4T2,a2=(x5-x1)/4T2则a=(x6+x5-x2-x1)/8T2=1.30m/s2。打下点3时的瞬时速度为v3=v1+a2T,v1=(x1+x2)/0.2,所以v3=0.646m/s。(2)图像不过原点的原因是在平衡摩擦力过程中,滑板的倾角过大,导致还没有施加拉力时,小车就已经具备了一定的加速度。本实验的要求是小车质量与钩码质量关系M>>m,由于在后几次实验中,不断增加钩码质量或者不断减小小车质量都会导致这样的结果;(3)该实验小车放到气垫导轨上,没有受到摩擦力的影响,所受空气阻力可以忽略不计,所测量的加速度可以看成是在F作用下产生的,所以A选项正确;本实验通过传感器测量的加速度是在F=mg/2作用下产生的,小车的质量为M,所以小车的加速度为a=F/M=mg/2M,所以不需要m<<M;本实验通过传感器直接测量出加速度和力的大小,所以动滑轮质量不会带来计算误差;只要钩码重力够大,就可以出现小车加速度大于g的情况。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图。(1)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打…”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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