某探究学习小组的同学欲以如图2装置中的沿块为对象验证“牛顿第二定律”,装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和祛码盘(含珐码)等组成.光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间∆t1、∆t2,游标卡尺测出遮光条的宽度d,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L,另用天平测出滑块、祛码盘(含硅码)的质最分别为M和m.不计滑轮的重量和摩擦.
(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图1所示.其读数为_____cm.
(2)实验操作中.下列说法不正确的是________
A.该装置可以不平衡摩擦力.只需要将气垫导轨调节水平
B.为减小误差.实验中一定要保证质量m远小于质量M
C.实验时,多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小偶然误差
D.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时.通过两个光电门的时间∆t1和∆t2必相等
(3)该装置中弹簧测力计的读数F,需要验证的表达式为F=______.
(4)对质量保持不变的过程,根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象,图3中最符合本实验实际情况的是______
1.130 B A
【详解】
第一空.游标卡尺的读数由主尺与游标尺的示数之和,所以;
第二空.考察实验过程的操作细节问题:
A.气垫导轨由于阻力几乎为零,所以不必平衡阻力,故选项A正确;
B.弹簧秤与细绳串联的,所以拉力直接可以测量,不必满足钩码的质量远小于小车的质量;
C.实验时,多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小偶然误差,此做法合理,所以选项C正确;
D.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时.通过两个光电门的时间△t1和△t2必相等,选项D正确.本问选择错误的故填B.
第三空.对滑块根据牛顿第二定律和运动学公式有:滑块通过光电门的速度,,又,从而求得加速度,对滑块有:2F=Ma,所以.
第四空.对质量保持不变的过程,由牛顿第二定律,加速度应与作用力成正比,所以a-F图象是一条过原点的直线,根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象是图A.
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
登录并加入会员可无限制查看知识点解析