某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图甲所示.已知
某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图甲所示.已知小车质量M=423.6g,砝码盘质量m0=16.8g,其实验步骤是:A....
某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图甲所示.已知小车质量M=423.6g,砝码盘质量m0=16.8g,其实验步骤是:A.按图甲中所示安装好实验装置;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量.重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.回答下列问题:(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”);(2)实验中某同学得到一条用电火花计时器打下如图乙所示的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,电火花计时器接220V、50Hz的交流电源.设电火花计时器的周期为T,计算vD的公式为vD=d4?d210Td4?d210T;(3)根据(2)中得到的数据,现测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表: 对应点 B C D E F 速度(m/s) 0.140 0.181 0.222 0.262 0.303以A点对应的时刻为t=0,试在图丙所示坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象,利用该图象求物体的加速度a=______m/s2;(4)如果当时电网中交变电流的电压变成230V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比______(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).
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(1)当物体小车匀速下滑时有:
mgsinθ=f+(m+m0)g
当取下细绳和砝码盘后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变,因此其合外力为(m+m0)g,由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
故答案为:否.
(2)每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此C到E的时间间隔为:10T,
根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度得:
vD=
(3)设A点时刻速度为零,利用描点法得出图象如下所示:
在v-t图象中,图象的斜率表示加速度大小,因此有:k=a═
=0.4m/s2
(4)打点计时器的打点周期由交流电频率决定,交流电的电压不影响打点周期,因此加速度的测量值与实际值相比不变.
故答案为:(1)否;(2)
;(3)图象如上所示,0.4 m/s2;(4)不变.
mgsinθ=f+(m+m0)g
当取下细绳和砝码盘后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变,因此其合外力为(m+m0)g,由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.
故答案为:否.
(2)每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此C到E的时间间隔为:10T,
根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度得:
vD=
d4?d2 |
10T |
(3)设A点时刻速度为零,利用描点法得出图象如下所示:
在v-t图象中,图象的斜率表示加速度大小,因此有:k=a═
△v |
△t |
(4)打点计时器的打点周期由交流电频率决定,交流电的电压不影响打点周期,因此加速度的测量值与实际值相比不变.
故答案为:(1)否;(2)
d4?d2 |
10T |
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