Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)研究小車(chē)的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有力傳感器的小車(chē)放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車(chē)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)再將小車(chē)放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)釋放小車(chē)，記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)。

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車(chē)，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車(chē)的加速度______。

（2）同一次實(shí)驗(yàn)中，______選填“”、“”或“”。

（3）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車(chē)加速度a與F的關(guān)系如圖丙。不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦。圖象中F表示的是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的______。

A. B. C.

（4）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是______。

A.小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量

B.實(shí)驗(yàn)中需要將長(zhǎng)木板傾斜以平衡摩擦力

C.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量

D.用加細(xì)砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

Answer 1

【答案】0.16 > D D

【解析】

（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度的大小；

（2）對(duì)小桶受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解；

（3）由于已經(jīng)平衡摩擦力，圖象過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則F表示合力；

（4）在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小，實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板右端墊高，因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車(chē)所受摩擦力的大小，用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（1）從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度的大小，

得：，

（2）對(duì)小桶受力分析，設(shè)小桶重力為mg，木板釋放前力傳感器的示數(shù)，所以，

設(shè)小車(chē)的重力為Mg，小車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)力傳感器的示數(shù)，根據(jù)牛頓第二定律得：，所以，

（3）圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜的直線，已經(jīng)平衡摩擦力，所以F應(yīng)該表示小車(chē)受到的合力，即，故D正確；故選D.

（4）在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板傾斜，因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車(chē)所受摩擦力的大小，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量，只需要保證小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量不變，故C錯(cuò)誤；用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故D正確；故選D。