Question

【題目】如圖所示，下關一中某物理興趣小組利用如下實驗裝置“探究小車加速度與力、質量的關系”。已知小車的質量為M，每個鉤碼的質量為m，打點計時器所接的交流電源的頻率為50 Hz，動滑輪質量不計，實驗步驟如下：

①按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測 力計相連的細線豎直；

②調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；

③掛上鉤碼，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度，讀出彈簧測力計的示數；

④改變鉤碼的數量，重復步驟③，求得小車在不同拉力作用下的加速度。

根據上述實驗過程，回答以下問題：

（1）對于上述實驗，下列說法正確的是__________(填選項前的字母)。

A．鉤碼的質量應遠小于小車的質量

B．步驟②是平衡摩擦力的操作

C．與小車相連的細線與長木板一定要平行

D．不需要記錄所掛鉤碼的質量

E．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力

（2）實驗中打出的一條紙帶如圖所示，圖中相鄰兩計數點間還有4個點未畫出，由該紙帶可求得小車在B點的瞬時速度是vB=_______m/s，小車的加速度a=________m/s2(結果保留兩位有效數字)。

（3）若交流電的實際頻率大于50 Hz，則上述(2)中加速度a計算結果與實際值相比_________(選填“偏大”、“偏小”、“不變”)。

（4）在研究小車質量M、合力F對小車加速度a的影響時，應采用____________的方法。

（5）由本實驗得到的數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖像，與本實驗相符合的是________；若已圖像的斜率為k，則小車的質量表達式為__________。

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】BCD 0.64 0.88 偏小 控制變量法 A

【解析】

(1)[1]A．由于不是鉤碼的重力為小車的拉力，所以不需要鉤碼的質量遠小于小車的質量的條件。故A錯誤。

B．調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動，說明平衡了摩擦力。故B正確。

C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行。故C正確。

D．記錄彈簧秤示數，不需要記錄記錄所掛鉤碼的質量。故D正確。

E．小車能沿長木板向下勻速運動，根據平衡條件可知，改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力。故E錯誤。

(2)[2]相鄰兩計數點間還有4個點未畫出，所以相鄰兩計數點的時間間隔為T=0.1s。AC段的平均速度等于B點的瞬時速度，B點的瞬時速度為：

[3]根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小：

(3)[4]若交流電的實際頻率大于50Hz，打點計時器打點的時間間隔小于0.02s，計數點間的時間間隔小于0.1s，計算加速度時所用時間t偏大，加速度的測量值小于真實值，即計算結果與實際值相比偏小。

(4)[5]為了研究加速度跟力和質量的關系，要先控制一個量不變，這種方法稱為控制變量法；

(5)[6]由題意可知，小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系應該是成正比，即為過原點的一條傾斜直線。故A正確，BCD錯誤。

[7]滑塊受到的拉力T為彈簧秤示數的兩倍，即：T=2F，由牛頓第二定律可得：T=Ma，得

若已圖像的斜率為k，則：