用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”。探究步骤:
①将木板倾斜一定角度并固定,使小车能匀速下滑,把打点计时器固定在木板上端;
②连接小车和空砝码盘的细绳跨过滑轮并与木板平行,并在小车内放若干相同的砝码;
③将小车接上纸带,接通电源,从图示位置静止释放小车;
④记录砝码盘和盘中砝码总质量,通过纸带计算小车的加速度i
⑤将小车内的1个砝码取出,放在砝码盘内,重复操作③④;
⑥重复操作⑤,直到小车内的砝码全部都移至砝码盘内。
己知打点计时器的频率为50Hz,砝码盘质量为m,所有砝码总质量为m1,小车质量为m2。回答下列问题:
(1)某次打出的一条清晰纸带的一部分如图乙所示,则打这条纸带时小车加速度a=_______m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)以小车加速度a为横坐标,砝码盘和盘中砝码的总重力F为纵坐标,建立坐标系,依据多次测得的数据描点,作出图像。可能正确的图像是_________(填序号)。
(3)通过实验得到结:物体质量一定时,其加速度与合外力成正比。则本探充实验中,测量对象的质量是__________。
(4)某位同学安装器材时,水平固定木板,其余实验操作步骤和数据处理方法与上述相同且正确,则该同学在实验探宄过程中记录或计算得到物理量的值,与真实值相比,不准确的是_________(选填“加速度”或“力”或“质量”)。
1.70 A 力
【详解】
(1)计数点间时间间隔:
由匀变速直线运动规律:
(2) 砝码盘和盘中砝码的总重力F,因为已经平衡了摩擦力,则F作为砝码,砝码盘和小车的合外力:
所以,合力和加速度应该为正比例函数,选择A。
(3)砝码盘和盘中砝码的总重力F,因为已经平衡了摩擦力,则F作为砝码,砝码盘和小车的合外力:
本探充实验中,测量对象的质量为三者质量之和。
(4)水平固定木板,有摩擦力的影响,所以合外力力不准确。
定义:
在匀变速直线运动中,速度的变化量Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示。加速度即速度的变化率。
物理意义:
加速度是表示速度变化的快慢与改变方向的物理量。
公式:
,加速度的国际制单位是米每二次方秒,符号m/s2。
方向:
与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致,从加速度的产生上来说,加速度的方向与合外力的方向相同。
方法与知识感悟:
加速度、速度与速度变化率的区别和理解:
①加速度是描述速度变化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所以与速度的大小没有必然联系
②加速度实质是由物体的受力和物体的质量决定的.从运动学的角度来看,加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来量度,说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的;
③加速度的方向与速度的方向没有必然联系,但与速度变化的方向一致,其实质是与物体所受到的合外力方向一致.
④加速度即速度的变化率.速度的变化量大,速度的变化率不一定大,速度达最大时,速度的变化率可为零。
例:
在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是( )
A.加速度与速度无必然联系
B.速度减小时,加速度也一定减小
C.速度为零时,加速度也一定为零
D.速度增大时,加速度也一定增大
答案:A
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