Question

【題目】河北辛集中學(xué)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上砂桶(含少量砂子)；

B.調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等；

C.取下細(xì)繩和砂桶，測(cè)量砂子和桶的總質(zhì)量m，并記下；

D.保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間；

E.重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)B、C、D步驟。

(1)若砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車加速下滑時(shí)所受合力大小為__________。(忽略空氣阻力)

(2)若遮光片的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為l，通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間分別為t1、t2，則小車的加速度a＝_______________。

(3)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說法正確的是________。

A.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

B.小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于砂桶和砂子的總質(zhì)量

C.平衡摩擦力時(shí)要取下細(xì)繩和砂桶

D.平衡摩擦力時(shí)不能取下細(xì)繩和砂桶

Answer 1

【答案】 mg； ； D。

【解析】（1）探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”中小車所受的合外力等于沙桶和沙子的總重力，則步驟D中小車加速下滑時(shí)所受合力大小為mg．
（2）小車的速度等于遮光板的寬度除以所有的時(shí)間，即經(jīng)過兩個(gè)光電門的速度分別為： 和；依據(jù)2as＝v22v12可得加速度為： ，
（3）本實(shí)驗(yàn)中，沙桶和沙子的總質(zhì)量所對(duì)應(yīng)的重力即為小車做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的外力大小，所以不需要滿足“沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)條件，故AB錯(cuò)誤．平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶，故C錯(cuò)誤，D正確； 故選D．