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在探究“加速度与力的关系”实验中,某同学设计了一种新的方法:他按如图1所示安装好实验装置,在不悬挂小吊盘时,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,使小车能牵引纸带沿长木板向
更新时间:2024-04-20 16:49:41
1人问答
问题描述:

在探究“加速度与力的关系”实验中,某同学设计了一种新的方法:他按如图1所示安装好实验装置,在不悬挂小吊盘时,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,使小车能牵引纸带沿长木板向左做匀速运动.然后将一定数量的砝码(其总质量为m)放入小吊盘中(小吊盘质量不计),接通电源,释放小车,打出一条理想纸带,并在纸带上标出小吊盘中砝码所受的重力F.以后每次实验将小吊盘中部分砝码移到小车中,保持砝码和小车的总质量一定,重复实验多次,并计算出每条纸带对应的加速度.

回答下列问题:

(1)按上述方案做实验,是否要求小吊盘中砝码的总质量远小于小车的质量?___(填“是”或“否”)

(2)该同学以每次实验中小吊盘中砝码所受的重力F为横坐标,小车对应的加速度大小a为纵坐标,在坐标纸上作出a-F关系图线.图2图线中,你认为合理的是___

(3)若该同学所作出a-F关系图线,直线(或直线部分)斜率为k,则小车质量M=___.

梁礼忠回答:
  (1)把砝码和小车整体看成研究对象,根据牛顿第二定律可知:   mg=(m+M)a,   若把小吊盘中部分砝码移到小车中,保持砝码和小车的总质量一定,则有:   (m-m0)g=(m+M)a,   我们发现不需要用砝码的重力代替绳子的拉力,用整体法求出的加速度就是小车的加速度,所以不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.   (2)根据牛顿第二定律可知:   F=(m+M)a,   解得:a=FM+m
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