分析 (1)該實驗研究的對象為系統(tǒng),保持系統(tǒng)質(zhì)量不變,沙桶的重力等于系統(tǒng)所受的合力,改變重力即可改變系統(tǒng)所受的合力,從而可探究加速度與合力的關系.
(2)保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變,即保持系統(tǒng)所受的合力不變,在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子,即改變系統(tǒng)的質(zhì)量,所以研究加速度與質(zhì)量的關系時,該質(zhì)量應為系統(tǒng)的質(zhì)量.
(3)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大。
解答 解:(1)①將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中,就保證了M+m不變,即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變,研究對象是整個系統(tǒng),a=$\frac{{F}_{合}^{\;}}{M+m}$,可見a-F圖象斜率的物理意義是$\frac{1}{M+m}$;
②因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng),系統(tǒng)受到的合外力就等于mg,當作合外力F是合理的;
③系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg,不必滿足M>>m這樣的條件.
(2)向小車內(nèi)添加或去掉部分沙子,是改變系統(tǒng)的總質(zhì)量M+m,而系統(tǒng)的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg,保證了合外力不變.所以用圖象法處理數(shù)據(jù)時,以加速度a為縱軸,應該以M+m倒數(shù)為橫軸.
(3)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可得:
設A到B之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6,
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值,
a=$\frac{1}{3}$(a1+a2+a3)=$\frac{({x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;})-({x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;})}{9{T}_{\;}^{2}}$
代入實驗數(shù)據(jù)解得:a=$\frac{(8.67+11.08+13.49)-(1.50+3.88+6.26)}{9}×1{0}_{\;}^{-2}$=2.4m/s2,
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大。
vC=$\frac{{x}_{BD}^{\;}}{2T}$=$\frac{0.0388+0.0626}{2×0.1}$=0.51m/s;
故答案為:(1)①$\frac{1}{M+m}$;②合理;③否.因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng),系統(tǒng)受到的合外力就等于mg (2)M+m (3)2.4,0.51.
點評 解決本題的關鍵知道該實驗研究的對象是系統(tǒng),保證系統(tǒng)質(zhì)量不變,改變合力,可探究加速度和合力的關系.保持合力不變,改變系統(tǒng)質(zhì)量,可探究加速度與質(zhì)量的關系.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 速度不斷增大,加速度減到零時,速度達到最大,而后做勻速直線運動 | |
B. | 速度不斷增大 | |
C. | 速度不斷減小,到加速度減為零時,速度減到最小,而后做勻速直線運動 | |
D. | 速度不斷減小到零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝碼盤中砝碼的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小車的加速度a/(m•s-2) | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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