Question

(10分)某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合外力F及質量m關系的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖。(交流電的頻率為50Hz)

⑴若取小車質量M＝0.4kg，改變砂桶和砂的質量m的值，進行多次實驗，以下m的值不合適的是   ；

A．m1＝5g

B．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g

⑵圖乙為某實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為       m/s²；(保留兩位有效數字)
⑶為了用細線的拉力表示小車受到的合外力，實驗操作時必須首先                  ，該操作是否成功的判斷依據是                                                            。

Answer 1

⑴BD；⑵3.2；⑶平衡小車的摩擦力，不掛砂桶時小車拉著紙帶打的點跡是均勻的。

試題分析：⑴在探究加速度a與物體所受合外力F及質量m關系的實驗，用砂和砂桶的重力表示細線上的拉力，即小車運動時所受的合力F，由于細線不可伸長，因此，當小車運動時具有加速度a時，啥和砂桶也具有了等大的加速度，所以只有當砂和砂桶的質量m遠遠小于小車的質量M時，細線中的拉力才約等于mg，所以在M＝0.4kg時，m的值不合適的是選項B、D；
⑵根據勻變速直線運動規律有：Δs＝a(Δt)²，由圖乙可知：Δt＝0.04s，Δs＝0.51cm，解得：a＝3.2m/s²；
⑶小車在實際運動過程中受重力Mg、木板的支持力N和滑動摩擦力f、細線的拉力T，因此實驗操作時必須首先必須將木板不帶滑輪的一端抬高，使得重力沿板面向下的分力與滑動摩擦力f平衡，小車受到的合外力大小才等于細線對小車的拉力T，判斷重力沿板面向下的分力與滑動摩擦力f平衡的方法是，在不掛砂桶時，使小車做勻速直線運動，即小車拉著紙帶打的點跡是均勻的。