問題詳情:
在“驗*牛頓運動定律”的實驗中,採用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼的質量用m表示,小車的加速度可由小車後拖動的紙帶打上的點計算出.
(1)當M與m的大小關係滿足 時,纔可以認爲繩對小車的拉力大小等於盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學在做加速度與質量的關係實驗時,保持盤及盤中砝碼的質量一定,改變小車及車中砝碼的質量,測出相應的加速度,採用圖象法處理數據.爲了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關係,應該做a與 的圖象.
(3)如圖(a),*同學根據測量數據做出的a﹣F圖線,說明實驗存在的問題是 .
(4)乙、*同學用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的a﹣F圖線,如圖(b)所示,兩個同學做實驗時的 物理量取值不同?
【回答】
解:(1)根據牛頓第二定律,對整體有:a=,則繩子的拉力F=Ma=,顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m時纔可以認爲繩對小車的拉力大小等於盤和盤中砝碼的重力.
(2)根據牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數圖象是曲線,而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關係,故不能作a﹣M圖象;
但a=,故a與成正比,而正比例函數圖象是過座標原點的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關係,故應作a﹣圖象;
(3)圖中沒有拉力時有加速度,說明重力的分力大於摩擦力,是由於平衡摩擦力時木板傾角過大造成的.
(4)根據a=知a﹣F圖象斜率表示質量倒數,根據圖象斜率不同知兩次實驗的兩小車及車上砝碼的總質量不同
故*爲:
(1)M>>m;
(2)
(3)平衡摩擦力時木板傾角過大
(4)兩小車及車上砝碼的總質量不同.
知識點:牛頓第二定律
題型:實驗,探究題