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用如图1所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系.实验中,将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上,实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连,小车与纸带相连,打点计时器所用

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用如图1所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系.实验中,将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上,实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz.在保持实验小车质量不变的情况下,放开钩码,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度a;改变钩码的个数,重复实验.
作业搜
①实验过程中打出的一条纸带如图2,在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点,在这个点上标明A,第六个点上标明B,第十一个点上标明C,第十六个点上标明D,第二十一个点上标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是测得AC的长度为12.30cm,CD的长度为6.60cm,DF的长度为6.90cm,则小车运动的加速度a= ___m/s2
②根据实验测得的数据,以小车运动的加速度a为纵轴,钩码的质量m为横轴,得到如图3所示的a-m图象,已知重力加速度g=10m/s2
a、由图象求出实验小车的质量为 ___kg;
b、平衡摩擦力时,长木板与水平实验台倾角的正切值约为 ___.
▼优质解答
答案和解析
①他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E.
所以相邻两个计数点间的时间间隔为0.1秒.
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:a=
0.066+0.069-0.123
4×0.01
=0.3m/s2
②a、实验中钩码的重力近似等于小车的合力,
根据牛顿第二定律得:a=
F
M
=
mg
M

根据图象的斜率得出k=
0.4
0.04-0
=10,所以实验小车的质量为M=1.0kg,
b、由图可知,当F≠0时,a=0,原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过小,即小车与水平实验台的最大静摩擦力f=0.01×10=0.1N;
小车的质量为M=1.0kg,所以小车与水平实验台的动摩擦因数μ=0.01,
所以平衡摩擦力时,长木板与水平实验台倾角的正切值约为tanα=μ=0.01.
故答案为:①0.3
②a、1.0;b、0.01
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