Question

【題目】某實驗小組利用圖(a)所示的實驗裝置探究加速度與力、質量的關系。

（1）下列做法正確的是_______ (填字母代號)。

A．調節滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行

B．在調節木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的小桶拴在細繩上

C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源

D．通過增減小車上的砝碼改變質量時，不需要重新平衡摩擦力

（2）某同學通過實驗得到如圖(b)所示的aF圖象，圖象不過原點，造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角________(填“偏大”或“偏小”)。

（3）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力_______砝碼和小桶的總重力(填“大于”、“小于”或“等于”)，為了便于探究、減小誤差，應使小車質量M與砝碼和小桶的總質量m滿足_______的條件。

（4）小車拖動紙帶運動，打出的紙帶如圖所示。選出A、B、C、D、E、F、G為計數點，每相鄰兩個計數點間還有4個計時點(圖中未標出)。已知各點間位移。則：小車運動的加速度a＝________m/s2（保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）AD （2）偏大 （3）小于； M＞＞m （4）0.496 m/s2

【解析】

（1）調節滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行。故A正確；在調節木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在小車上。故B錯誤；實驗時，應先接通電源，再釋放小車。故C錯誤；平衡摩擦力時，滿足mgsinθ=μmgcosθ，兩邊質量消掉了，則通過增減小車上的砝碼改變質量時，不需要重新調節木板傾斜度。故D正確。故選AD。

（2）由圖像可知，當外力F=0時小車就有加速度，可知造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角偏大。

（3）對整體分析，根據牛頓第二定律得，，則繩子的拉力F=Ma=，所以實際小車在運動過程中所受的拉力小于砝碼和盤的總重力．當M＞＞m，即砝碼和盤的總質量遠小于小車和小車上砝碼的總質量時，砝碼和盤的總重力在數值上近似等于小車運動時受到的拉力．

（4）設A到B之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，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，得：
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，得：
a=（a1+a2+a3）=m/s2=0.496m/s2