Question

【題目】為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

（1）小亮利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案，探究小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力之間的關(guān)系，圖中上下兩層水平軌道，細(xì)線跨過(guò)滑輪并掛上砝碼盤(pán)，將砝碼和砝碼盤(pán)的總重作為小車(chē)所受合外力大小，兩小車(chē)尾部細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使兩小車(chē)同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)停止．

①實(shí)驗(yàn)前，下列操作必要的是____．

A．選用質(zhì)量不同的兩輛小車(chē)

B．選取砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量相同

C．使砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

D．將軌道右端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在沒(méi)有細(xì)線牽引時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)，以平衡摩擦力

②他測(cè)量了兩小車(chē)的位移分別為，則____．

（2）小明用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

①打出的一條紙帶如圖丙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．他從比較清晰的A點(diǎn)起，每五個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量出各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離標(biāo)在紙帶上各點(diǎn)的下方，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為____m/s2（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）．

②實(shí)驗(yàn)前由于疏忽，小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測(cè)量得到的a-F圖象，可能是丁圖中的圖線____(選填“1”、“ 2”、“3”) ．

③調(diào)整正確后，他作出的a-F圖象末端明顯偏離直線，如果已知小車(chē)質(zhì)量為M，某次所掛鉤碼質(zhì)量為，重力加速度為g，則戊圖中坐標(biāo)應(yīng)為____，應(yīng)為____．

Answer 1

【答案】 （1）①CD ② （2）①0.34~0.36 ②3 ③

【解析】（1）①實(shí)驗(yàn)中對(duì)小車(chē)質(zhì)量是否相同沒(méi)有要求，故A錯(cuò)誤；此實(shí)驗(yàn)要保證小車(chē)的質(zhì)量一定改變力F的大小，故選取砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量不應(yīng)該相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)需要用砝碼盤(pán)和砝碼的重力代替小車(chē)所受的合外力，所以需要平衡摩擦力，即將軌道右端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在沒(méi)有細(xì)線牽引時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)，且應(yīng)該滿足砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，選項(xiàng)CD正確．故選CD.
②在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中有x=at2，因運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則位移與加速度成正比．
小車(chē)1、2的加速度之比為；
（2）①每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2得：

②遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況，即F≠0時(shí)，a=0．故圖線為：3.
③沒(méi)有偏離直線時(shí)，可以用砝碼盤(pán)和砝碼的總重力代替小車(chē)受到的合力，根據(jù)牛頓第二定律得： ；
偏離直線后，把砝碼以及小車(chē)看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律求出．