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某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:
某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:
admin
2017-04-28
26
问题
某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成_______(填“线性”或“非线性”)关系。
(2)由图(b)可知,a一m图线不经过原点,可能的原因是___________。
(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是____________,钩码的质量应满足的条件是__________。
选项
答案
(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力;远小于小车的质量。
解析
(1)根据该同学的结果得出a—m图线是曲线,即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系。(2)从上图中发现直线没过原点,当a=0时,m≠0,即F≠0,也就是说当绳子上拉力不为0时,小车的加速度为0,所以可能的原因是存在摩擦力。(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是:①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,即使得绳子上拉力等于小车的合力;②根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=
,则绳子的拉力F=Ma=
,知钩码的质量远小于小车的质量时,绳子的拉力等于钩码的重力,所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。
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