某同学利用图(a)所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)的关系.
(2)由图(b)可知,图线不经过远点,可能的原因是 .
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 .
(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量
【分析】
试题分析:(1)根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图象是一条曲线而不是直线,所以是非线性关系.
(2)根据图(b)可知当钩码有一定质量,即细线有一定拉力时,小车加速度仍等于0,说明小车合力等于0,所以可能除拉力外小车还受到摩擦力作用
(3)实验改进部分由两个要求,第一个就是图象不过远点,需要平衡摩擦力,所以调整轨道倾斜度,第二个就是图象时曲线,因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力,而是拉力只有当时.,图象近似为直线.
考点:探究牛顿第二定律实验探究
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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