Question

（13分）如圖所示為”探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時器相連，計(jì)時器接50Hz交流電．小車的質(zhì)量為，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為．

（1）下列說法正確的是_______。

A．為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛小盤（及砝碼）的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動

B．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力

C．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)遠(yuǎn)大于

D．在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作圖像

（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為，且間距、、、、、已量出，則計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為=_________________；

（3）某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度與砝碼重力的圖象如圖所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度，則小車的質(zhì)量為__________kg.小盤的質(zhì)量為__________kg.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（4）如果砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增加，會趨近于某一極限值，此極限值為_________________。

 

Answer 1

【答案】

(1) AD（3分）  （2）（3分） 

（3）2.0或2.1（2分）；0.0600.063  (2分)    （4）重力加速度（3分）

【解析】

試題分析: （1）在平衡摩擦力時，不能掛托盤和砝碼，故A正確。平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：，可以約掉，只需要平衡一次摩擦力，每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤。只有滿足應(yīng)遠(yuǎn)小于的條件，才能認(rèn)為托盤和砝碼的重力等于小車的拉力，故C錯誤。“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時拉力不變，即不變，應(yīng)作圖象，故D正確。故選AD。

（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式，六組數(shù)據(jù)應(yīng)該用逐差法求平均加速度，因此在本題中有：

（3）對圖象來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，圖象的斜率為：，故小車質(zhì)量為：，時，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有：，解得：（對圖中的數(shù)據(jù)讀取不一樣，可有一定范圍）．

（4）當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質(zhì)量，則外力增大，曲線不斷延伸，那么加速度趨向?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2014041004075075116024/SYS201404100408024855874585_DA.files/image003.png">。

考點(diǎn)：本題考查了探究牛頓第二定律、控制變量法、近似法。