Question

20．用圖1的實驗裝置研究“加速度與合外力的關系”．
（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可使木板適當傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是B
A．不掛鉤碼，放開沒有紙帶的小車，能夠自由下滑即可
B．不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
C．掛鉤碼，放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．掛鉤碼，放開沒有紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
（2）該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數，確定加速度a與細線上拉力F的關系，圖2中圖象中能正確表示該同學實驗結果的是A．
（3）在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某次實驗中一段紙帶的打點記錄如圖3所示，若小車的質量為1千克，則該次實驗中鉤碼質量為0.75千克（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時，不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡．若摩擦力得到平衡，則a-F圖線過原點，由于拉力用傳感器測出，不需要滿足鉤碼的質量遠遠大于小車的質量，圖線不會出現彎曲．根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，運用逐差法求出小車的加速度．

解答 解：（1）平衡摩擦力時，使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡，故ACD錯誤，B正確．
故選：B．
（2）因為拉力是由傳感器測出，已經平衡了摩擦力，則加速度與拉力的關系圖線是過原點的傾斜直線，即加速度與拉力成正比．故選：A．
（3）根據△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{[（14-7.5）-（7.5-2.20）]×1{0}^{-2}}{4×0.0{2}^{2}}$m/s²=7.50m/s²．
據F=ma=7.5×1N=7.5N
所以：M=$\frac{7.5}{10}$Kg=0.75Kg
故答案為：（1）B，（2）A，（3）0.75．

點評 解決本題的關鍵掌握平衡摩擦力的方法，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．