分析 (1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,再依据牛顿第二定律,求解合力,即可求解为砂和砂桶的总质量,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小;依据力做功表达式,即可求解从打下计数点A到打下计数点D的过程中力做功;
(2)该实验采用控制变量法,先控制小车的质量不变,研究加速度与力的关系,再控制砝码盘和砝码的总重力不变,研究加速度与质量的关系.当小车的质量远大于砂桶和砂的总质量时,细线的拉力等于砂桶和砂的总重力大小.
解答 解:(1)每相邻两个计数点间有4个点未画出点,计数点之间的时间间隔为T=0.1s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有:
vD=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{6.85+7.63}{2×0.1}×1{0}^{-2}$ m/s=0.72m/s
根据匀变速直线运动推论公式△x=aT2有:
a=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}$=$\frac{6.07+6.85-4.50-5.28}{4×0.{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s2=0.785 m/s2;
依据牛顿第二定律,那么小车的合力F=Ma=200×10-3×0.785≈0.157N
因此此时砂和砂桶的总质量约为m=$\frac{0.157}{9.8}$≈0.016kg=16g;
根据力做功表达式,W=FS,从打下计数点A到打下计数点D的过程中,
细线对小车的拉力对小车所做的功约为W=0.157×(5.28+6.07+6.85)×10-2=0.029J;
(2)A、在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变,但不需要测量其大小多少,故A错误;
B、若实验中不满足小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量的条件,则a-$\frac{1}{M}$图象将是一条先直后弯.故B错误.
C、如果将固定打点计时器一侧的木板垫得过高,将会导致a-$\frac{1}{M}$图象与横坐标有交点的一条直线,故C错误.
D、如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些,将会导致a-$\frac{1}{M}$图象是与纵坐标有交点的,一条不过原点的直线,故D正确;
故答案为:(1)0.72,16,0.029;(2)D.
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 粒子将打在下极板上 | |
B. | 粒子仍能从下板边缘以速率v飞出电场 | |
C. | 粒子仍能飞出电场,且飞出电场时的速率仍为v | |
D. | 粒子仍能飞出电场,且飞出电场时的速率大于v |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
F/N | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
a/m•s-2 | 0.10 | 0.20 | 0.28 | 0.40 | 0.52 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 质点b此时位移为零 | |
B. | 质点b此时向-y方向运动 | |
C. | 质点d的振幅是2 cm | |
D. | 质点a再经过$\frac{T}{2}$通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移是4 cm |
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