Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置做“探究加速度與力、質量關系”的實驗。

（1）下下面列出了一些實驗器材：

打點計時器、紙帶、刻度尺、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外，還需要的兩種實驗器材是________。

A．秒表 B．天平（附砝碼）

C．直流電源 D．交流電源

（2）實驗中，需要平衡小車和紙帶運動過程中所受的阻力，正確的做法是________。

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時沿木板做勻速直線運動。

B．小車放在木板上，掛上砂桶，把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運動。

C．小車放在木板上，小車后面拴一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動。

（3）實驗中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，砂和砂桶的總質量m與小車和車上砝碼的總質量M之間應滿足的條件是________。

（4）實驗中需要計算小車的加速度。如圖所示， A、B、C為三個相鄰的計數點，若相鄰計數點之間的時間間隔為T，A、B間的距離為x1，B、C間的距離為x2，則小車的加速度a=________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則a=________m/s2（結果保留2位有效數字）。

（5）某小組在探究“外力一定時，加速度與質量的關系”時，保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量M，分別記錄小車加速度a與其質量M的數據。在分析處理數據時，該組同學產生分歧：甲同學認為根據實驗數據可以作出小車加速度a與其質量M的圖像，如圖（甲），然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學認為應該繼續驗證a與其質量倒數1/M是否成正比，并作出小車加速度a與其質量倒數1/M的圖像，如圖（乙）所示。你認為____同學（選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

（6）另一小組在研究“質量一定時，加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，通過改變砂的質量來改變小車受到的拉力F，根據測得的數據作出a－F圖像，如圖所示。發現圖像不過原點，末端發生了彎曲，出現這種情況可能的原因是____。

A．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過大，且小車質量較大

B．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過大，且砂和砂桶的質量較大

C．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小，且砂和砂桶的質量較大

D．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小，且小車質量較大

Answer 1

【答案】 （1）BD （2）C （3）m<<M （4） 0.56 （5）乙 （6）B

【解析】（1）本實驗還需要的兩種實驗器材是:天平（附砝碼），用來測質量；打點計時器要用交流電源，故選BD.

（2）平衡摩擦力的方法是：小車放在木板上，小車后面拴一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動，故選C.

（3）小車受到的拉力F＝Ma＝，當m＜＜M時，即砂桶總重力遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砂桶的總重力；

（4）根據x=aT2，則 ；已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則

（5）由牛頓第二定律得： ，由此可知：a與成正比，為方便實驗數據處理，應作出a- 圖象，因此同學乙的方案更合理；
（6）由圖示圖象可知，圖象沒有過原點，當拉力為零時就已經有了加速度，這是由于平衡摩擦力過頭，即木板傾角過大造成的；由圖示圖象可知，當F較大時圖象發生彎曲，這是由于砂與砂桶質量過大造成的，故B正確，故選B．