利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)下列关于该实验的说法,错误的是________.
A.做实验之前必须平衡摩擦力
B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D.为了实验安全,打点计时器接直流电源
(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图所示.已知打点计时器每间隔0.02 s打一个点.
从图可知A、B两点间的距离s1=________cm;该小车的加速度a=________m/s2(计算结果保留2位有效数字),实验中纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连接.
(3)利用测得数据在坐标系中作出了图乙所示的a-F图象.
①图线不过坐标原点的原因是______________________________________________________________.
②小车和传感器的总质量为________kg.
(1)BD; (2)0.70, 0.20, 左; (3)①未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足; ②0.5
【解析】
(1) 做实验之前必须平衡摩擦力,使得细线的拉力等于小车受到的合外力,选项A正确;由于实验中用到了力传感器,所以没有必要使小车的质量远大于钩码的质量,选项B错误;应调节定滑轮的高度使细线与木板平行,选项C正确;打点计时器必须用交流电源,选项D错误.此题选项错误的选项,故选BD.
(2)由图知s1=7.0 mm=0.70 cm,根据Δx=aT2可得a==m/s2=0.20 m/s2,开始时打点间距小,因此纸带的左端与小车相连接.
(3)①由图象可知,当F≠0时,加速度仍然为零,说明没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足;②a-F图象中的斜率表示质量的倒数,由图可知,故小车和传感器的总质量M==0.5 kg.
点睛:本题考查“加速度与合外力的关系”实验,要明确实验的原理和实验的注意事项.尤其是知道平衡摩擦力的原因、如何平衡、平衡不到位会如何等问题;掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解速度和加速度.
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