解题思路:(1)在砂桶质量远小于小车质量的情况下,可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶受到的重力;实验要注意控制变量法的应用.(2)做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度;做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值,△x=at2,据此求出纸带的加速度.(3)图示装置中,砂桶的拉力对小车做功,使小车的动能增加,合外力做的功,等于小车动能的增加.
(1)砂桶质量远小于小车质量的条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力;
探究加速度与合力的关系时,应控制小车的质量不变,改变拉力大小,看加速度与力间有什么关系.
(2)相邻的计数点之间有四个点没有标出,计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s;小车做匀变速运动,小车的加速度:
a=[CD−AB
2t2=
hD−hC−(hB−hA)
2t2=
0.7340−0.6200−(0.5155−0.4205)
2×0.12≈0.95m/s2,
打B点时小车的速度为VB=
AC/2t]=
hC−hA
2t=[0.6200−0.4205/2×0.1]≈1.0m/s;
(3)砂桶对小车所做的功,转化为小车的动能,功的大小等于小车动能的变化量,
拉力的功W=mg(hC-hD),在从C到D的过程中,小车动能的变化为[1/2]MvD2-[1/2]MvC2,
实验需要验证的表达是:mg(hC-hD)=[1/2]MvD2-[1/2]MvC2;
故答案为:(1)砂桶质量远小于小车质量的;小车质量;
(2)0.95;1.0;(3)mg(hC-hD)=[1/2]MvD2-[1/2]MvC2.
点评:
本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
考点点评: 要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项,要会处理实验数据,能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度.