Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，小王同學(xué)采用如圖裝置，如圖1中小車及砝碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出。

(1)往沙桶中加入一定量的沙子，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時，可近似認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在釋放小車______（選填“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。

(2)在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計時器打出的紙帶的一段如圖2，該紙帶上相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計時器使用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是______m/s2，當(dāng)打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時小車的速度是______m/s；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)小張同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，他們倆在同一坐標(biāo)系中畫出了a-F關(guān)系圖，如圖3，小張和小王同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，哪一個物理量是不同的______。

Answer 1

【答案】 之前 0.390 0.377 小車和砝碼的質(zhì)量

【解析】

(1)[1]假設(shè)小車和砝碼的加速度為，拉力為

對沙桶及沙：

對小車和砝碼：

聯(lián)立得：

故只有在的情況下近似認(rèn)為拉力等于；

[2]由于人有反應(yīng)時間，為提高打出的有效點(diǎn)的個數(shù)，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再接通電源。

(2)[3]紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)，所以相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔是，根據(jù)逐差法求解加速度：

，

[4]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得點(diǎn)的速度：

(3)[5]根據(jù)牛頓第二定律可知：

即圖象的斜率等于小車和砝碼的質(zhì)量，所以兩人的實(shí)驗(yàn)中小車和砝碼的質(zhì)量不同。