Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系．將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0，以此表示小車所受摩擦力的大小．再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數(shù)F1．

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，則小車加速度a=________m/s2．(保留兩位有效數(shù)字）

（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實驗，記下小車加速運動時傳感器的示數(shù)F2，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F2﹣F0）的關(guān)系圖象，不計紙帶與計時器間的摩擦，下列圖象中正確的是 ___________．

（3）同一次實驗中，小車加速運動時傳感器示數(shù)F2與小車釋放前傳感器示數(shù)F1的關(guān)系是F2 _____ F1（選填“＜”、“=”或“＞”） ．

（4）關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是__________ ．

A．小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠大于小桶和砂的總質(zhì)量

B．實驗中需要將長木板右端墊高

C．實驗中需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量

D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)

Answer 1

【答案】 0.16 ； B； ＜ ； D

【解析】(1)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：a=（0.03680.0352）/0.01=0.16m/s2；

(2)由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過原點，一條傾斜的直線。故B正確，ACD錯誤；

故選：B.

(3)對小桶受力分析，設(shè)小桶重力為mg，木板釋放前彈簧秤的示數(shù)F1，所以F1=mg，設(shè)小車的重力為Mg，小車在加速運動時彈簧秤的示數(shù)F2，

根據(jù)牛頓第二定律得：mgF2=ma

所以F1>F2；

(4)A、在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車和傳感器的總質(zhì)量遠大于小桶和砂的總質(zhì)量，故A錯誤；

B. 實驗中不需要將長木板右端墊高，因為已經(jīng)測量了小車所受摩擦力的大小，故B錯誤；

C. 實驗中不需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量，只需要保證小車和傳感器的總質(zhì)量不變，故C錯誤；

D. 用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故D正確；

故選：D.