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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验 图(a)为实验装置简

时间:2023-10-26 17:40:40

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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验 图(a)为实验装置简

问题补充:

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz,打点时间间隔为0.02秒)

①图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留二位有效数字)

②保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据,如何利用这些数据才能比较直观地确定小车加速度a与质量m之间的关系呢?________.

③保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,甲、乙两位同学根据实验数据分别作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)、(d)所示.图(c)中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线,其主要原因是________.图(d)中的图线不通过原点,其主要原因是________.

答案:

3.2我们可以去作a-图象.砂和砂桶的质量没有远小于车的质量实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

解析分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.

该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.

纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的两个推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.

要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.

解答:①从b图中看出相邻的计数点时间间隔为0.04s

利用匀变速直线运动的两个推论得出:

a====3.2m/s2

②要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.

但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系.

通过尝试我们可以去作作加速度与小车质量倒数之间的关系图象(或作a与1/m的关系图象).

③(c)图:设小车的质量为M,砂和砂桶的质量为m,根据牛顿第二定律得:

对m:mg-F拉=ma

对M:F拉=Ma

解得:F拉==

当m<<M时,即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力.

从图象上可以看出:F从0开始增加,砂和砂桶的质量远小于车的质量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那么在后面

砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢,那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢.

所以原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.

(d)图:从上图中发现直线没过原点,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呢.该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.

所以原因是实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验 图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz 打点时间间隔为0.02秒)①图(b)为某次实验得到的

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