Question

【題目】用圖甲所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系.實驗時保持小車(含車中重物)的質(zhì)量M不變，細(xì)線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F，用打點計時器測出小車運動的加速度a.

(1)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是________.

A.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行

B.平衡摩擦力時，在細(xì)線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻速下滑

C.每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車

(2)圖乙為實驗中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡未標(biāo)出，測出各計數(shù)點到A點間的距離.已知所用電源的頻率為50 Hz，打B點時小車的速度vB＝________ m/s，小車的加速度a＝________ m/s2.

(3)改變細(xì)線下端鉤碼的個數(shù)，得到a－F圖象如圖丙所示，造成圖線上端彎曲的原因可能是________.

Answer 1

【答案】 (1)AD　　 (2)0.316　 0.93 (3)隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足Mm.

【解析】試題分析：（1）實驗要保證拉力等于小車受力的合力，探究加速度與力的關(guān)系實驗時，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力；

（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出小車運動的加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小；

（3）為使繩子拉力近似等于砝碼和砝碼盤的重力，應(yīng)滿足砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

解：（1）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；

B、在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛鉤碼，故B錯誤；

C、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量即改變拉小車?yán)�力，不需要重新平衡摩擦力，�?/span>C錯誤；

D、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器，故D正確；

選擇：AD

（2）已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 T=5×0.02s=0.1s．

根據(jù)△x=aT2可得：xCE﹣xAC=a（2T）2，

小車運動的加速度為：a==0.93m/s2

B點對應(yīng)的速度：vB=，

（3）隨著力F的增大，即隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足M＞＞m，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．

故答案為：（1）AD；（2）0.316； 0.93；（3）隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足M＞＞m