Question

【題目】圖甲為“探究加速度與物體所受合外力、物體質量的關系”的實驗裝置示意圖，砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M。

(1)如圖乙所示為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上O、A、B、C、D、E為六個相鄰的計數(shù)點（兩相鄰計數(shù)點間還有4個點跡沒有畫出），通過測量和計算可知，x1、x2、x3、x4、x5分別為4.50cm、5.28cm、6.07cm、6.85cm、7.63cm。則打點計時器打下相鄰計數(shù)點的時間間隔為_______s，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可知小車拖動紙帶運動的加速度的測量值為_______m/s2（計算結果保留3位有效數(shù)字）。

(2)實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，在探究外力不變的情況下加速度與質量之間的關系時，用到了小車的加速度a與小車和砝碼總質量的倒數(shù)關系的圖象。以下關于該實驗的說法中正確的是_______。（選填選項前的字母）

A．需要用天平測量小車和砝碼的總質量M

B．實驗需要保證的條件是小車和砝碼的總質量遠大于砂和砂桶的總質量

C．實驗前需要將固定打點計時器一側的木板墊高一些，其目的是為了增大小車下滑的加速度

D．實驗時如果沒有將固定打點計時器一側的木板墊高一些，將會導致a-圖象不是一條直線

(3)某組同學用上述實驗器材在探究質量不變的情況下，加速度與外力之間的關系時，將所獲得的6組數(shù)據(jù)對應地繪制在圖所示的a-F圖中，請你根據(jù)圖中點跡，繪制一條可以反映加速度和拉力關系的圖線____________________________。

(4)根據(jù)第(3)問中你所繪制的圖線，可反映出該組同學在實驗操作中的不妥之處是___________。

Answer 1

【答案】0.1 0.783 AB 右端墊的過高，平衡摩擦過度

【解析】

(1)[1]打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，可知打點周期為

又由于兩相鄰計數(shù)點間還有4個點跡沒有畫出可知相鄰計數(shù)點的時間間隔為

[2]根據(jù)勻變速直線運動的推論

可得小車的加速度為

代入數(shù)據(jù)解得

(2)[3]A．因為要作出小車的加速度a與小車和砝碼總質量的倒數(shù)關系的圖象，所以要用天平測量小車和砝碼總質量M，故A正確；

B．實驗中當小車和砝碼的總質量遠大于砂和砂桶的總質量時，繩子的拉力才近似等于沙和沙桶的總重力，故B正確；

C．實驗前需要將固定打點計時器一側的木板墊高一些，其目的是為了平衡摩擦力，故C錯誤；

D．實驗時如果沒有將固定打點計時器一側的木板墊高一些，則摩擦力未平衡，根據(jù)牛頓第二定律可得

解得

由此式可知圖象仍是一條直線，故D錯誤。

故選AB。

(3)[4]根據(jù)點跡做出圖像如圖所示

(4)[5]根據(jù)圖像可知當F=0時小車已有加速度，說明小車右端墊得過高，使平衡摩擦過度。