Question

【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如下圖所示．

（1）下列說法正確的是_____________．

A每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力

B小車釋放前應(yīng)靠近打點計時器，且先釋放小車后接通打點計時器的電源

C本實驗砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量

D在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作（mA為小車質(zhì)量）圖象

（2）在這一實驗中，三位同學(xué)通過實驗分別作出aF圖象，如圖中的A、B、C線所示．試A線不通過坐標(biāo)原點的原因是________________________；B線不通過坐標(biāo)原點的原因是___________．C線發(fā)生彎曲的原因是______________

（3）打點計時器使用的交流電頻率f＝50Hz．下圖是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出．則C點的速度為_________m/s；根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為______m/s2（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】D 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 平衡摩擦力過度 沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量（或A的質(zhì)量遠(yuǎn)大于B的質(zhì)量） 0.21 0.60

【解析】

(1)[1]A．假設(shè)木板傾角為θ，則有f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，所以當(dāng)改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力．故A錯誤．
B．實驗中應(yīng)先接通電源后釋放小車．故B錯誤．
C．為保證繩子的拉力近似地等于砝碼及砝碼盤的重力，小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤的重力．故C錯誤．
D．根據(jù)F=ma，可得，可知當(dāng)F一定時，a與成正比，所以應(yīng)作圖象．故D正確．
(2)[2] A中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0，是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

[3] B中當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度，這是平衡摩擦力時木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過度引起的．

[4]設(shè)小車加速度為a，對小車：F=Ma，對砝碼和砝碼盤：F-mg=ma，聯(lián)立解得：

所以砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時，當(dāng)m逐漸變大時，a逐漸變小，故圖象出現(xiàn)彎曲．所以原因是：沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量（或A的質(zhì)量遠(yuǎn)大于B的質(zhì)量）．

(3)[5]每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出，所以每兩點之間的時間間隔是T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度求解C點的速度為：

[6]根據(jù)逐差法可得小車的加速度大小為：