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(2012?徐州一模)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简

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(2012?徐州一模)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简

(2012?徐州一模)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留二位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m,数据如下表:
实验次数12345678小车加速度a/m?s-21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671m/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格坐标纸中画出a-1/m图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是______.
(3)有一位同学通过实验测量作出了图(c)中的A图线,另一位同学实验测出了如图(c)中的B图线.试分析
①A图线不通过坐标原点的原因是______;
②A图线上部弯曲的原因是______;
③B图线在纵轴上有截距的原因是______.

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全部答案

    2018-03-10 18:01:19
  •   (1)任意两个计数点之间的时间间隔
    t=2T=2f=250=0。04s
    根据逐差法△s=aT2可得物体的加速度
    a=X3 X4?X1? X24(2T)2=7。72 7。21?6。70?6。
      194×(0。04)2
    =3。2m/s2
    (2)由图表分析可知物体加速度a的2倍等于物体质量的倒数即a=12m.
    根据图表在坐标纸上描点,然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来,图象如图所示.
    (3)①A图线中当F≠0时物体的加速度a=0,即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度,故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力,所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.
    ②设物体的加速度为a,绳子拉力为F,以沙和沙桶为研究对象mg-F=ma
    以小车为研究对象F=Ma
    解得a=mgM m
    故F=Ma=MmgM m=Mm Mmg
    要物体M的加速度a正比于物体所受的合外力mg.
    则Mm M为常数,即不随m的增大而变化,故有m M≈M,所以必有m《M,而不满足m《M时,随m的增大物体的加速度a逐渐减小.故图象弯曲的原因是:未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量.
    ③从B图可知在拉力F=0时物体的加速度不为0,即合外力不为0,则mgsinθ-μmgcosθ=ma,由于a>0,故mgsinθ-mgcosθ>0,故有mgsin>μmgcosθ,得sinθ>μcosθ,即tanθ>μ.
    B图纵轴的截距大于0,说明在无拉力的情况下物体的加速度大于0,即在平衡摩擦力时,长木板倾角过大(平衡摩擦力过度).
    故本题的答案为:(1)3。
      2;
    (2)a=12m;
    (3)①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够;
    ②未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量;
    ③在平衡摩擦力时,长木板倾角过大(平衡摩擦力过度).。
      

    张***

    2018-03-10 18:01:19

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