在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图甲所示.
①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线,另一位同学实验测出了如图丙中的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.
在处理数据时,某同学做出的a﹣ 的关系图线,如图丁所示.从图象中可以看出,作用在物体上的恒力F=N.当物体的质量为2.5kg时,它的加速度为 m/s2 .
为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,A、B同学设计了如图甲所示的实验装置.其中小车的质量为M,砂和砂桶的质量为m,与小车相连的滑轮的质量为m0 . 力传感器可测出轻绳中的拉力大小,重力加速度为g.实验时先平衡摩擦力.
用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有效数字).
A同学以力传感器的示数F为纵坐标,加速度a为横坐标,画出的F﹣a图象如图丙所示,求得图线的斜
率为k,则小车的质量M=(用所给物理量的符号表示).
点的原因可能是.(答一条即可)
甲、乙两个同学用如图甲所示的实验装置共同研究在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg.实验步骤如下:
①将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.
②将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N﹣n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s﹣t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a.
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
a/m•s﹣2 | 0.20 | 0.58 | 0.78 | 1.00 |
用如图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:
①某同学通过实验得到如图(b)所示的a﹣F图象,造成这一结果的原因是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角(填“偏大”或“偏小”).
②该同学在平衡摩擦力后进行实验,小车在实际运动过程中所受的拉力砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”),为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足的条件.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
小车加速度a/(m·s-2) | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
小车和砝码质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
1/m/kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
a.请在图所示坐标纸中画出a- 图线;
b.根据作出的a- 图象可以得到的结论是:.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
加速度a/m·s-2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
质量倒数 /kg-1 | 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
试在丙中绘制出 图线;并根据图线写出 与 之间的关系式: 。
甲 乙
原理是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值,通过纸带分析得到的实验测量值,比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律。
根据纸带可求出小车的加速度为m/s2(保留两位有效数字)