Question

【題目】在做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗時，某學生將實驗裝置如圖甲安裝，準備接通電源后開始做實驗．

（1）圖中砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M，實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，試驗中，為了使細線對小車的拉力等于小于所受的合外力，先調節滑輪的高度，使細線與長木板平行，接下來還需要進行的一項操作是_____

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B．將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推一下小車．觀察判斷小車是否做勻速運動

D．當改變小車的質量時，需要重新平衡摩擦力

（2）實驗中要進行質量M和m的選取，才能認為繩子的拉力約等于mg，以下最合理的一組是_____

A．M=100g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g

B．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

C．M=200g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g

D．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

（3）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數點之間的距離分別為SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm．已知打點計時器的工作周期為T=0.02s，則打點計時器打下c點時的速度大小為：VC=_____m/s（結果保留2位有效數字），小車的加速度為：a=_____　

（4）在驗證當小車的質量一定時，小車的加速度與合外力F的關系時，小華所在的實驗小組根據實驗數據作出了如圖所示的a﹣F圖象，其原因可能是___________________；圖線的斜率代表的物理意義是：_______________．

Answer 1

【答案】 （1）B； （2）D； （3）0.49； 0.42； （4）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時斜面的傾角太小； 1/M

【解析】（1）為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，即平衡摩擦力．故B正確、AC錯誤．當改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力，選項D錯誤；故選B.

（2）當m＜＜M時，即當沙和沙桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．因此最合理的一組是D．
（3）相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，相鄰的計數點時間間隔為0.1s；由平均速度可求得瞬時速度；則有： ；利用勻變速直線運動的推論△x=at2，sDE-sAB=3a1T2；sEF-sBC=3a2T2；sFG-sCD=3a3T2；則a==0.42m/s2．
（4）在驗證當小車的質量一定時，小車的加速度與合外力F的關系時，小華所在的實驗小組根據實驗數據作出了如圖所示的a-F圖象，其原因可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時斜面的傾角大小；根據F=Ma得，所以圖線的斜率代表的物理意義是：小車總質量的倒數.