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【(1)图甲为某同学做“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图,一端带有定滑轮的木板直接放在水平桌面上,细线与长木板平行.在研究小车(含砝码)质量不变,加速度和作用力的关系时】
更新时间:2024-03-28 20:22:09
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问题描述:

(1)图甲为某同学做“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图,一端带有定滑轮的木板直接放在水平桌面上,细线与长木板平行.在研究小车(含砝码)质量不变,加速度和作用力的关系时,他先后五次改变砂和砂桶的总质量,测出相应的加速度a.在第一次测量时,砂和砂桶的总质量为m1,小车质量M=20m1,以后每次在砂桶里增加质量为△m的砂子,已知△m=m12.若把砂和砂桶的总重力作为小车所受合力F的大小,按这五组数据画出的a-F图象可能是下列图乙中的______.

(2)第(1)题图象中图线不过坐标原点的原因是______,若对此作了纠正,该实验还存在一个较大的系统误差,是由砂和砂桶的总重力不等于小车所受到的拉力引起的.设砂和砂桶的总重力为F测,小车真正受到的拉力为F真.若定义|F测-F真|F真×100%为拉力测量的百分误差,现要求百分误差不大于5%,则当小车的总质量为200g时,砂和砂桶的总质量最大不能超过______g.

姜秀杰回答:
  (1)根据实验原理可知:当砂和砂桶的总质量远小于小车总质量时,拉小车的力可认为等于砂和砂桶总重力,因此随着随着砂桶和砂子的质量增加,误差会越来越大,故第五组实验误差最大;根据题目可知该同学没有平衡摩擦力,因此当绳子上有拉力时,小车的加速度为零,故AB错误,因此随着随着砂桶和砂子的质量增加,不再满足砂和砂桶的总质量远小于小车总质量,会出现误差,小车的加速度会比理论值小,故C正确,ABD错误.   (2)根据牛顿第二定律有:   对M:F真=Ma ①   对m:mg-F真=ma ②   联立①②解得:F真=MmgM+m
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