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【题目】甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同,小车的质量为M,重物的质量为m,试回答下列问题:

(1)甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_______

(2)实验时,必须满足“M远大于m”的实验小组是 __________

(3)实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的a-F图线如图丁中A、B、C所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是________

(4)实验时,乙组同学得到的一条纸带如图戊所示,从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,打点计时器所用电源的频率为50Hz,根据所标的测量数据可算得:小车的加速度为m/s2,打下2点时小车的速度为 _______m/s。

【答案】 甲、乙、丙 CAB 0.16 0.36

【解析】(1)本实验探究当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力的关系,所以三个实验小组都需要平衡摩擦力,即甲丙都需要平衡摩擦力。

(2)乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到,不需要用重物的重力代替,所以乙丙两组不需要满足M>>m,而甲组用重物的重力代替绳子的拉力,要满足M>>m

(3)甲组用重物的重力代替绳子的拉力,要满足Mm,随着m的增大,不满足M>>m时,图象出现弯曲,所以甲组对应的是C

根据装置可知,乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数,丙图中受到的拉力等于力传感器的示数,当F相等时,乙组的加速度大,所以乙组对应A,丙组对应B

(4)5个点取一个计数点,计数点间的时间间隔:t=0.02×5=0.1s

由匀变速直线运动的推论:x=at2可知加速度:

a=(x3x1)/2t2=(3.843.52)×103m/2×(0.1s)2=0.16m/s2

打点2时小车的速度:v=(x1+x2)/2t=(3.52+3.68)×102m/2×0.1s=0.36m/s

练习册系列答案
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(2)只用一个弹簧测力计,通过绳套拉橡皮条使其伸长,读出并记录弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示,如图乙所示;以上两步骤均有疏漏,请指出疏漏:

在(1)中是__________________________________________________

在(2)中是__________________________________________________

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