某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验.如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在

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  • 解题思路:(1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读,由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度.

    (2)为使绳子的拉力等于重物的重力,M应远远大于m;

    (3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有:

    v

    2

    =2as=2

    mg

    M

    s=

    2gs

    M

    m

    ,可知画出v2-m图象可以直观的得出结论.

    (4)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动,让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力.

    (1)游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×10mm=0.50mm,

    所以最终读数为:10mm+0.150mm=10.50mm=1.050cm;

    ②数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,

    用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:v=

    d

    △t

    (2)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.

    根据牛顿第二定律得:

    对m:mg-F=ma

    对M:F=Ma

    解得:F拉=

    Mmg

    M+m=

    mg

    1+

    m

    M当M>>m时,即当重物质量要远小于小车的质量时,绳子的拉力近似等于重物的总重力.

    (3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有 v2=2as=2

    mg

    Ms=

    2gs

    Mm

    由题意可知,g为常量,M、s不变,画出v2-m图象,若图象为过原点的直线,则说明外力和加速度成正比,故画出v2-m图象可以直观的得出结论.

    (4)将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力,当每次改变重物的质量时,不需要重新调节木板的倾角,故A、B、D错误,C正确.

    故选C.

    故答案为

    (1)1.050,[d/△t] (2)m<<M (3)v2-m (4)C

    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: 常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.处理实验时一定要找出实验原理,根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项.