某同学采用如图(a)所示的装置验证牛顿第二定律他将器材安装好,平衡摩擦力后,保持小车(含车上砝码)总质量M不变,通过改变砝码盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力F。
(1)若要完成实验,需要增加的测量工具是_____。
A.天平和秒表 B.天平和刻度尺
C.秒表和刻度尺 D.刻度尺和圆规
(2)某次实验,打出的纸带如图(b)所示(每两个计数点间还有4个点没有标出)。已知小车(含车上砝码)总质量M=250g,打点计时器的频率为50Hz,则靠近纸带_____点(选填“A”或“D”)的一端与小车连接,该次实验小车(含车上砝码)受到的合力F=_____N,砝码盘和盘中砝码的总质量m=_____g(重力加速度取9.9m/s2,结果均保留3位有效数字)
B A 0.225N 25
【详解】
(1)需要天平测量小车和砝码盘加砝码的质量;需要刻度尺测纸带上计数点间的距离,故选B。
(2)小车开始时靠近打点计时器,小车从静止开始做加速运动,与小车连接的一端的点迹比较密集,故A端与小车相连。
根据逐差法可求出小车的加速度
对小车,根据牛顿第二定律可求出合外力
对砝码盘和盘中砝码整体进行受力分析,并根据牛顿第二定律得
整理并带入数据得
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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