Question

如右圖所示為“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50Hz交流電．小車的質(zhì)量為m₁，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為m₂．

（1）下列說法正確的是_______。

A．為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在掛小盤（及砝碼）的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

C．本實(shí)驗(yàn)中要滿足m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1的條件

D．在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作圖像

（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如右圖所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為a=                    ；

（3）某同學(xué)在平衡好摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如右圖所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s²，則小車的質(zhì)量為______kg，小盤的質(zhì)量為______kg。(二個(gè)結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字)

（4）如果砝碼的重力越來越大時(shí)，小車的加速度不能無限制地增加，會(huì)趨近于某一極限值，此極限值為_____ m/s²。

Answer 1

（1）  C ；（2）；(3)  2.0或2.1  0.060~0.063 ；（4） 10 

試題分析：（1）平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)使小車在不掛小盤的時(shí)候使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)木板傾角為θ，則有：，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．AB錯(cuò)誤，讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力，故應(yīng)該是，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)，隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g，故C正確．應(yīng)作出圖像，D錯(cuò)誤，
（2）根據(jù)公式可得
（3）設(shè)砝碼盤的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，當(dāng)不加砝碼時(shí)，
當(dāng)砝碼的重力為3.0N時(shí)，聯(lián)立兩式可得：M=2kg，m=0.060kg
（4）最終會(huì)接近重力加速度，所以a="10" m/s²。
點(diǎn)評(píng)：會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．