如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置(遮光条宽度为1.20cm），他将光电门固定在水平轨道...
2024-05-12 07:52:47 学考宝 作者：佚名
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题目
如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置(遮光条宽度为1.20cm），他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。
（1）实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间∆t=2．0x10—2s，则小车经过光电门时的速度为 ；（结果保留2位有效数字）
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为 ；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间∆t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。处理数据时应作出 （选填“v—m”或“v2—m”）图象；
（4）某同学在（3）中作出的线性图象不通过坐标原点（如图所示）其原因是 。
答案和解析
（1）小车经过光电门时的速度
，故【答案】为0．60m/s；（2）设细线对小车的拉力为F，对小车由牛顿第二定律得，
，对重物由牛顿第二定律得，
，解得
，当满足
时，可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，故【答案】为
；（3）试验中，保持小车的质量M和AB间的距离x不变，则由匀变速直线运动的规律可得，
，即
，若画出的
图像过坐标原点，即可证明加速度与合力成正比；（4）有图象可知，直线不过坐标原点，且与横轴有交点，说明开始当小车挂上重物时，加速度为零，出现这种情况的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故【答案】为未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
(1) 0．60m/s；(2)
；(3)
；(4) 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
