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物理探究小车速度随时间变化规律时加速度应该怎么求啊?

209 2024-09-03 06:48 959汽车

一、物理探究小车速度随时间变化规律时加速度应该怎么求啊?

根据公式v=v0+at 实验中v0=0 ,v可以根据纸带上的点计算得到,t也可以根据纸带上的点的间隔得到,代入公式即可算出加速度a

二、(1)某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系,实验中,他把钩码重力当作小车受到的合力

(1)、①根据牛顿第二定律不难推得若把钩码重力当作小车受到的合力应采取以下措施:平衡摩擦力,因为只有平衡摩擦力后绳子绳子对小车的拉力才为小车受到的合力;钩码的质量远小于小车的质量,因为只有钩码质量远小于小车质量时,绳子拉力才可近似等于钩码的重力.

②根据△x=a

t 2  ,可得a=

x  BC

-x  AB

(5

1

f

) 2  =0.39 m/s 2

(2)、②根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为

I  m =

E

R =

9

100 A=90mA,故电流表应选D,因电源电动势为9V,故电压表应选E,又根据电流表最小电流可求出电路中最大

R  m =

E

1

3 I  A =270Ω,所以若用限流式接法则变阻器

R  1 阻值太小而

R  2 阻值太大,故应用分压式接法,变阻器应选阻值小的G.

③由于

R  V

R  x <

R  x

R  A ,故电流表应用内接法,又难点变阻器应用分压式,电路图如图所示.

④根据欧姆定律和电阻定律有R=

U

I ,R=

ρL

S ,又S=πDd,三式联立解得d=

ρIL

πUD

故答案为(1)①平衡摩擦力,钩码的质量远小于小车的质量,②0.39

        (2)②D,E,G   ③如图,④

ρIL

πUD

三、如图一所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物

(1)匀加速直线运动中可以用平抛速度代替瞬时速度,所以小车经过光电门时的速度为v=

d

△t ;

(2)该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.那么小车的合力怎么改变和测量呢?为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.

根据牛顿第二定律得:

对m:mg-F 拉 =ma

对M:F 拉 =Ma

解得:F 拉 =

mMg

m+M =

mg

1+

m

M

当M>>m时,即当重物重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于重物的总重力.

(3)由题意可知,该实验中保持小车质量M不变,因此有:v 2 =2as,a=

v 2

2s =

(

d

△t ) 2

2s =

d 2

2s(△t) 2 ,而a=

F

M =

mg

M ,所以

1

(△t) 2 =

2gs

d 2 M m ;

所以要画出

1

△ t 2 -m

故选D

(4)开始当小车挂上重物时,加速度却为零,线性图象不通过坐标原点,故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小.即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.

故答案为:(1)

d

△t     (2)m远小于M   (3)D  (4)没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.

四、探究小车加速度与外力﹑质量关系的实验时,图像末端不是直线的原因

因为拉力不等于沙桶重力,F=(M +m)a 重力给沙桶和小车提供加速度

如果以小车质量和沙桶质量之和做横坐标,就是直线,所以当以小车质量为横坐标,a越大,弯曲越厉害