...中,采用如图1所示的实验装置.小车及车中砝码的质量用M表示,盘...
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发布时间:2024-10-05 12:15
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时间:2024-10-05 14:24
(1)以整体为研究对象有mg=(m+M)a
解得a=mgm+M
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=Mm+Mmg
显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
(2)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;
但a=FM,
故a与1M成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-1M图象;
(3)图中有拉力时没有加速度,说明没有(完全)平衡小车受到的摩擦力.
(4)选取适当的标度,作出a-F图象如图所示.描点连线时连线性关系图象:
(5)由牛顿第二定律:F=Ma得:当小车质量M一定时,a与F应成正比,即:a=1MF,图象应该是一条倾斜的直线,且斜率k=1M,即为:小车的总质量的倒数;
(6)合成的理论是平行四边形定则,故合力的理论值为F′;合力的实际值应通过实验直接测量,不需要用平行四边形定则理论,故实际值为F;
该题中要求橡皮筋沿竖直方向伸长,即合力的方向在平行四边形的角平分线上,因此根据平行四边形知识可知,当两边相等,即两分力在水平方向上的分力等大反向时,其对角线在交平分线上,故F1和F2的水平分力,等大反向,故ABD错误,C正确.
(7)每相邻两点间还有四个点未画出来,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:v2=x132T=0.49m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=13(a1+a2+a3)
解得a=0.88m/s2 .
故答案为:(1)M远大于m
(2)1M
(3)没有平衡摩擦力或平衡时角度过小.
(4)如图
(5)小车的总质量的倒数
(6)F、C
(7)0.49,0.88