Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，砝碼盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車后連有紙帶，軌道末端安裝打點計時器。

（1）在平衡摩擦力以后，當M與m的大小關系滿足m遠小于M時，才可以認為細繩對小車的拉力大小等于____。

（2）圖乙是使用頻率為50Hz的電火花計時器打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個計數點，相鄰兩計數點間還有4個點未畫出。從紙帶上測出x1＝3.20cm，x2＝4.52cm，x5＝8.42cm，x6＝9.70cm。則計數點1的速度大小為v＝____m/s，木塊加速度的大小a＝____m/s2(結果保留兩位有效數字)。

（3）丙圖為某同學根據測量數據作出的a-F圖線，該實驗存在的問題可能是____

A．未平衡摩擦力 B．平衡摩擦力過度 C．未滿足m遠小于M

Answer 1

【答案】（1）mg （2）0.38m/s 1.3m/s2（計算結果2位有效數字） （3）A

【解析】

（1）要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力；（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，（3）圖線不通過坐標原點，當加速度為某一值時，F為零，知平衡摩擦力過度。圖線不通過坐標原點，當拉力為某一值時，a為零，知沒有平衡摩擦力或傾角過小。

（1）以整體為研究對象有：mg=（m+M）a，解得：，以M為研究對象有繩子的拉力為：；顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力mg．

（2）計數點1的速度大小為；根據逐差法小車運動的加速度；
得：

（3）圖線不通過坐標原點，F不為零時，加速度仍為零，知實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，故選A.