Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中,某同學使用了如圖所示的裝置,木板放在水平桌面上,打點計時器打點頻率為50Hz。

(1)實驗中得到如圖一段紙帶,每五個點為一計數點，測得AB=7.65cm；BC=10.17m，實驗測出小車的加速度大小為_______m/s2 (結果保留2位小數);

(2)若直接按圖所示裝置進行實驗，以沙和沙桶的總重力F為橫坐標，通過紙帶分析得到的加速度a為縱坐標，畫出的a-F圖象合理的_______

(3)實驗中，沙和沙桶的總重力_______(填“大于”或“小于”或“等于”)繩子對小車的拉力，為了讓沙和沙桶的總重力大小更接近繩子對小車的拉力，應讓沙和沙桶的總質量________(填“遠大于”或“遠小于”)小車的質量；

(4)若第(2)中四個圖象中的圖線(包括B、C中的直線部分)的斜率為k，則小車的質量M_______。

Answer 1

【答案】（1）2.52m/s2 （2）C （3）小于； 遠小于； （4）1/k.

【解析】

（1）根據x=aT2求解加速度；（2）若直接按圖所示裝置進行實驗，沒有平衡摩擦力，則當力F到達某一值時小車才有加速度;（3）細線的拉力小于沙和沙桶的總重力．為了讓沙和沙桶的總重力大小更接近繩子對小車的拉力,應讓沙和沙桶的總質量遠小于小車的質量；（4）a –F圖像的斜率的倒數等于小車的質量.

（1）小車的加速度大小為：

（2）若直接按圖所示裝置進行實驗，沒有平衡摩擦力，則當力F到達某一值時小車才有加速度，可知畫出的a-F圖象合理的是C；

（3）實驗中，我們認為細線拉力的大小等于沙和沙桶（其總質量為m）的總重力，而實際上細線的拉力：mg-T=ma，得：T=mg-ma，故細線的拉力小于沙和沙桶的總重力．為了讓沙和沙桶的總重力大小更接近繩子對小車的拉力,應讓沙和沙桶的總質量遠小于小車的質量；

（4）若第（2）中四個圖象中的圖線(包括B、C中的直線部分)的斜率為k，則根據牛頓第二定律，則，小車的質量M=1/k.