Question

【題目】某實驗小組設計了“探究加速度與合外力關系”的實驗，實驗裝置如圖所示．已知小車的質量為500克，g取10m/s2，不計繩與滑輪間的摩擦．實驗步驟如下：

(1)細繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個小砝碼盤．

(2)在盤中放入質量為m的砝碼，用活動支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑．

(3)保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器電源后，釋放小車．

(4)取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質量m和對應的小車加速度a．

(5)改變盤中砝碼的質量，重復(2)(3)步驟進行實驗．

① 某次實驗用打點計時器（交流電的頻率為50Hz）研究小車的運動,紙帶記錄如圖所示,從O點開始每打五個點取一個計數點,根據紙帶計算小車過e點的對應速度ve=______m/s,小車的加速度是______m/s2.

②某同學按照下表中的測量結果在坐標紙上作出a-mg圖象

（_____________）

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
m/kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
a/（m·s-2）	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

上述圖象不過坐標原點的原因是：______________________________．

③根據（②）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？______________

④你認為本次實驗中小車的質量是否要遠遠大于砝碼的質量：______（選填“是”或“否”）．

Answer 1

【答案】0.196 3.92 沒有考慮砝碼盤的質量 砝碼盤的質量為m=0.05kg 是

【解析】

(5)①[1] 小車過e點的對應速度為df段的平均速度

；

[2]由可得

；

②[3]在坐標紙上做出圖像為

[4]當沒有砝碼的時候，還有加速度，說明合外力不為零，即沒有考慮砝碼盤的質量；

③[5]砝碼盤的重力充當合外力，通過截距可以求得砝碼盤的質量為m=0.05kg；

④[6]設繩中拉力為T，則對小車由牛頓第二定律可得

對鉤碼牛頓第二定律可得

兩式聯立可得，

本實驗需要鉤碼的重力約為小車所受合力，因此需要，即需要小車質量遠大于鉤碼質量