某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下.
(1)在实验之前,首先平衡摩擦力,使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力,关于平衡摩擦力,下列正确的是:________.
A.将木板右端适当垫高,放上小车让其沿板匀速下滑即可
B.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可
C.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘(不放砝码),让小车匀速下滑即可
D.平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦
(2)甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高,然后根据实验数据分别做出了和图象(小车的加速度为a,小车的质量为M,绳中拉力为F,砝码盘及砝码的质量总和为m).
由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kg(g取10m/s2) ,由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________(选填“大”、“ 小”),分析丙图,图线上部分弯曲的原因是未满足____________.
(3)在实验中挑选一条点迹清晰的纸带如下图,打点计时器的频率为50Hz,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离,纸带的一段如图所示,由纸带求得小车加速度为_________m/s2.(结果保留两位有效数字)
BD 0.02 小 M»m 0.20
【解析】
(1)平衡摩擦力时应将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点,由于平衡摩擦力是利用,两边的质量相互抵消,即平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦,BD正确;
(2)根据牛顿第二定律可得,图像的斜率表示F,故,解得砝码和砝码盘的质量为0.02kg;图乙中当小车的质量减小到一定程度时,才开始做匀加速直线运动,即平衡摩擦力的力度较小,故在操作中使木板的倾角过过小;图丙中图线发生弯曲,是因为当小车的质量发生变化时,不再满足,即砝码盘和砝码的总重力对小车的拉力不等于小车受到的合外力;
(3)每五个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为,根据逐差公式可得.
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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