問題詳情:
某同學將力傳感器固定在小車上,然後把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力,探究在小車及傳感器總質量不變時加速度跟它們所受拉力的關係,根據所測數據在座標系中作出瞭如圖所示a—F圖像(重力加速度取9.8m/s2)
(1)圖線不過座標原點的原因是______。
(2)如圖乙爲某次實驗得到的紙帶,s1、s2是紙帶中兩段相鄰計數點間的距離,相鄰計數點時間爲T,由此可求得小車的加速度大小爲______(用s1、s2、T表示)。
(3)由圖像求出小車和傳感器的總質量爲______kg。
(4)本實驗中若仍用砂和桶的重力表示繩子的拉力(小車及傳感器的總質量始終遠大於砂及桶的總質量),從理論上分析,該實驗圖線的斜率將______(選填“變大”或“變小”)。
(5)同學們透過實踐,結合理論分析得出:無論如何增加砂和桶的重力,小車運動加速度都不可能超過______m/s2。
【回答】
沒有平衡摩擦力,或平衡的不夠 1 變小 9.8
【詳解】
(1)由圖象可知,當F≠0時,加速度a仍然爲零,說明沒有平衡摩擦力,或摩擦力平衡的不夠;
(2)根據可得
(3)根據可得
可見a—F圖象中的斜率表示質量的倒數,由圖可知,
所以質量
(4)設小車及傳感器總質量爲M,砂和桶的重力爲mg。
對M,由牛頓第二定律得:
對m由牛頓第二定律得:
聯立解得
mg表示繩子的拉力,圖象的斜率爲,所以圖線的斜率將變小。
(5)可以化爲
m不斷增大時,逐漸趨於0,則a趨向於g,但都不可能超過g=9.8m/s2。
知識點:實驗:探究加速度與力、質量的關係
題型:實驗,探究題