在探究“加速度与力和质量的关系”实验时,某老师对传统实验进行了改进,其实验操作如图1所示:
①如图1所示,先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端,调节平板的倾角θ,使小车沿斜面向下做匀速直线运动,测出沙和沙桶的总质量m;
②保持平板倾角θ 不变,去掉沙和沙桶,小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动,通过纸带测量其加速度a;
③保持小车质量M不变,多次改变沙和沙桶的总质量m,每次重复①②两步操作,得到小车加速度与合力的关系;
④多次改变小车的质量,进行适当的操作,得到小车加速度和质量的关系。
(1)在上述实验操作过程中,以下说法正确的是__________。
A.可以用6V以下的直流电源给打点计时器供电
B.应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源
C.要保持细绳与平板平行
D.应让小车从远离定滑轮处开始运动
(2)在操作②中,小车所受的合力大小__________mg(填“大于”或“等于”或“小于”),实验中__________(填“需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的总质量远小于小车质量。
(3)实验中,某同学在坐标纸上画出四张a﹣关系图线(见图 2)。其中__________图是正确。
(4)在操作④中,每次改变小车质量后,__________(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角。
C 等于 不需要 A 需要
【详解】
(1)A.打点计时器必须使用交流电源,A错误;
B.实验时,应该先接通打点计时器的电源,然后释放小车,B错误;
C.实验时应保持细绳与平板平行,故C正确;
D.要让小车从靠近定滑轮处开始运动,故D错误。
(2)因在操作①中满足
则在操作②中,小车所受的合力大小
即小车所受的合力大小等于mg。
在本实验中,因为小车加速下滑时,不悬挂沙桶和沙子,故不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车质量。
(3)在合力不变的条件下,加速度与质量成反比,所以图象是过原点的倾斜的直线,故A正确。
(4)因在操作①中满足:
则在操作④中,每次改变小车质量M后,需要重新调节平板的倾角θ。
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