Question

【題目】在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．

若已平衡好摩擦，在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中繩子拉力_____，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_____時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的一項(xiàng)是_____．

A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車

D.用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式求出

某小組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這組同學(xué)得到的關(guān)系圖象如圖b所示，分析其中原因有：_____

A.平衡摩擦力時(shí)斜面傾角偏小

B.平衡摩擦力時(shí)斜面傾角偏大

C.小車質(zhì)量M相對(duì)砝碼與砝碼盤質(zhì)量m不夠大

D.小車質(zhì)量M相對(duì)砝碼與砝碼盤質(zhì)量m不夠小

圖c是某次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，求出小車下滑的加速度為_____結(jié)果保留三位有效數(shù)字

Answer 1

【答案】 ； ；C；AC；1.58；

【解析】

（1）根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)m：mg-F拉=ma，對(duì)M：F拉=Ma，解得： ；若已平衡好摩擦，在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中繩子拉力；當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．

（2）平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故應(yīng)先接通電源后放開小車，選項(xiàng)C正確．小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量，如果用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=mg/M求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系．故D錯(cuò)誤．故選C．
（3）圖中當(dāng)盤及盤中砝碼質(zhì)量較大時(shí)，a-F圖象發(fā)生彎曲，這是由于沒有保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于盤及盤中砝碼質(zhì)量造成的．從圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟．即傾角過小；故選AC.

（4）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法得，．