Question

【題目】如圖所示，一端帶有定滑輪的長木板上固定有甲、乙兩個光電門，與之相連的計時器可以顯示帶有遮光片的小車在其間的運動時間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力。不計空氣阻力及一切摩擦。

(1)在探究“合外力一定時，加速度與質(zhì)量的關系”時，要使測力計的示數(shù)等于小車所受合外力，操作中必須滿足________________。實驗時，先測出小車質(zhì)量m，再讓小車從靠近光電門甲處由靜止開始運動，讀出小車在兩光電門之間的運動時間t。改變小車質(zhì)量m，測得多組m、t的值，建立坐標系描點作出圖線。下列能直觀得出“合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比”的圖線是________。

A. B.

C. D.

(2)如圖抬高長木板的左端，使小車從靠近光電門乙處由靜止開始運動，讀出測力計的示數(shù)F和小車在兩光電門之間的運動時間，改變木板傾角，測得多組數(shù)據(jù)，得到的F－的圖線如圖所示。

實驗中測得兩光電門的距離L＝0.80m，砂和砂桶的總質(zhì)量m1＝0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，則圖線的斜率為________N·s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長木板間的摩擦不能忽略，測得的圖線斜率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】小車與滑輪間的細繩與長木板平行 C 0.54 不變

【解析】

(1)[1]小車受重力、支持力，拉力、摩擦力，其中要使測力計的示數(shù)等于小車所受的合外力，即合力方向平行長木板，則必須保證小車與滑輪間的細繩與長木板平行；

[2]小車從靠近甲光電門處由靜止開始做勻加速運動，位移；改變小車質(zhì)量m，測得多組m、t的值，所以加速度

，

位移不變，所以a與t2成反比，若t2與m成正比，則合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比，

AB．若t2與m成正比，則合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比，而兩圖像中的函數(shù)關系為t與m的關系，AB錯誤；

C．圖中t2與m成正比，則合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比，C正確；

D．圖中t2與m不成正比，D錯誤；

(2)[3]小車由靜止開始做勻加速運動，位移

，；

根據(jù)牛頓第二定律，對于沙和沙桶有：

，

變形可得：

；

則圖線的斜率為

；

[4]若小車與長木板間的摩擦不能忽略，則

，

即

，

k與摩擦力是否存在無關，若小車與長木板間的摩擦不能忽略，圖示測得圖線斜率將不變。