图(a)为验证牛顿第二定律的实验装置简图,所用交变电流的频率为50Hz.图(b)为实验得到的一条纸带,图中相邻计数点之间

图(a)为验证牛顿第二定律的实验装置简图,所用交变电流的频率为50Hz.图(b)为实验得到的一条纸带,图中相邻计数点之间还有4个点未画出.

(1)根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.计数点P对应的速度大小为______m/s(结果保留三位有效数字)
(2)为确定加速度a与F的关系,某同学保持小车质量不变,改变桶中沙的质量多次试验,并根据实验数据得出如图(c)所示的a-F图象.
图象不过原点的原因可能是______
图象上段弯曲的原因可能是______.
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解题思路:根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出P点对应的速度.
根据图线中F不等于零,a仍然等于零确定图线不过原点的原因,图线上段弯曲是未满足沙桶的总质量不是远远小于小车的总质量.

(1)在连续相等时间内的位移之差为0.51cm,根据△x=aT2得,加速度a=
△x
T2=
0.51×10−2
0.01=0.51m/s2=0.510m/s2
P点的速度为:vP=
(6.19+6.70)×10−2
0.2m/s=0.6445m/s≈0.645m/s.
(2)图象不过原点,F不等于零,加速度a仍然为零,知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
图象上段弯曲是未满足沙桶的总质量不是远远小于小车的总质量,不能认为沙桶的重力等于绳子的拉力.
故答案为:(1)0.510,0.645.
(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,沙桶的总质量不是远远小于小车的总质量

点评:
本题考点: 验证牛顿第二运动定律.

考点点评: 解决本题的关键知道实验的原理,掌握处理纸带的方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度.

1年前

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