某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,...
问题详情:
某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:
(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。
n | 1 | 21来源 | 3 | 4 | 5 |
0.20 | ] | 0.58 | 0.78 | 1.00 |
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(5)利用a–n图像求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m·s–2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项前的标号)
A.a–n图线不再是直线
B.a–n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
【回答】
(3)0.39(4)如图(5)0.43~0.45(6)BC
【解析】
(5)根据牛顿第二定律可得nmg=(M+5m)a,代入数据得M=0.44kg
(6)若不平衡摩擦力,则满足nmg-μ11M+(5-n)m]g=(M+5m)a的形式,所以a—n直线不过原点,但仍是直线,且斜率变大,BC正确;
考点:探究物体加速度与其所受合外力之间的关系
【名师点睛】本题考查验*牛顿第二定律的实验,要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验方法;同时注意掌握图象的*质,能根据图象进行分析,明确对应规律的正确应用。
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题