Question

【題目】為了探究“加速度與力的關(guān)系”，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車(chē)的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是__________。（填選項(xiàng)前的字母）

A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板左端墊高，以平衡摩擦力

C．小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車(chē)，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

D．改變沙和沙桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶

E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度為__________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）以小車(chē)所受的拉力F（彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的兩倍）為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出的a-F圖象如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①由圖可知，圖線沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因可能是________________。

②則小車(chē)的質(zhì)量M=________________。（用圖象中的符號(hào)表示）

Answer 1

【答案】BCD 1.5 表明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】

（1）[1]AE.本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)的總質(zhì)量，故A錯(cuò)誤，E錯(cuò)誤；

B.該題是彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力，從而表示小車(chē)受到的合外力，故需要將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B正確；

C. 小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，是為了在紙帶上打出更多的點(diǎn)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故C正確；

D.改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故D正確；

故選：BCD；

（2）[2]兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：T=0.02×2=0.04s；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT2可知，加速度：

；

（3）①[3]由圖可知，拉力等于F1時(shí)，加速度為零，表明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

②[4]由牛頓第二定律F=Ma，得：

對(duì)aF圖來(lái)說(shuō)，圖象的斜率表示小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知：

得：

。