Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置，探究加速度與力、質量的關系實驗中，將一端帶定滑輪的長木板放在水平實驗桌面上，實驗小車通過輕細繩跨過定滑輪與砂桶相連，小車與紙帶相連，打點計時器所用交流電的頻率為f＝50 Hz.平衡摩擦力后，在保持實驗小車質量不變的情況下，放開砂桶，小車加速運動，處理紙帶得到小車運動的加速度為；改變砂桶中沙子的質量，重復實驗三次．

（1）在驗證“質量一定，加速度與合外力的關系”時，某學生根據實驗數據作出了如圖乙所示的圖象，其中圖線不過原點并在末端發生了彎曲現象，產生這兩種現象的原因可能有_____．

A．木板右端墊起的高度過小（即平衡摩擦力不足）

B．木板右端墊起的高度過大（即平衡摩擦力過度）

C．砂桶和沙子的總質量遠小于小車和砝碼的總質量（即）

D．砂桶和沙子的總質量未遠小于小車和砝碼的總質量．

（2）實驗過程中打出的一條理想紙帶如圖丙所示，圖中、、、、、、為相鄰的計數點，相鄰兩計數點間還有4個點未畫出，則小車運動的加速度＝_____.（結果保留3位有效數字）

（3）小車質量一定，改變砂桶中沙子的質量，砂桶和沙子的總質量為，根據實驗數據描繪出的小車加速度與砂桶和沙子的總質量之間的關系圖象如圖丁所示，則小車的質量_____.（g=10m/s2）

Answer 1

【答案】BD 2.00 0.4

【解析】

(1)圖線不過原點且力為零時小車加速度不為零；所以木板右端墊起的高度過大（即平衡摩擦力過度）

圖線末端發生了彎曲現象，是因為當砂桶和沙子的總質量未遠小于小車和砝碼的總質量后，繩上拉力小于砂桶和沙子的總重力。

故答案為BD

(2) 相鄰兩計數點間還有4個點未畫出，則兩計數點間時間間隔

小車運動的加速度

(3) 設繩子拉力為，對砂桶和沙子受力分析，由牛頓第二定律可得：

對小車和砝碼受力分析，由牛頓第二定律可得：

聯立解得：，整理得：

由關系圖象可得：，解得：