Question

【題目】為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，王同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為帶滑輪小車的質(zhì)量，m為沙和沙桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量及滑輪與軸、細(xì)線間的摩擦均不計(jì)）

（1）該同學(xué)利用此裝置得到圖乙所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車的瞬時(shí)速度為______m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）根據(jù)王同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，下列操作不必要的是______

A．用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量。

B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端熱高，以平衡摩擦力。

C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。

D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)巾一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

（3）以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F為橫坐標(biāo)，小車加速度a為縱坐標(biāo)，畫出a-F圖象是一條直線，如丙圖所示，已知圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為______

A.2tanT B． C．k D．

Answer 1

【答案】0.31 AD D

【解析】

（1）用3、5兩點(diǎn)間的平均速度代替打下4點(diǎn)的瞬時(shí)速度

。
（2）考察探究加速度的因素的實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程：A、由于在裝置的左端有彈簧測(cè)力器與細(xì)繩串聯(lián)，所以拉力直接由彈簧秤讀出即可，沙和桶只是用來(lái)改變拉力的，故A選項(xiàng)不必測(cè)量；B、由于摩擦阻力的存在，而又是用拉力代替合力，平衡摩擦阻力是必要的，故B選項(xiàng)必要；C、實(shí)驗(yàn)過(guò)程正是先讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故選項(xiàng)C必要；D、只有當(dāng)沒有彈簧秤測(cè)力時(shí)，才用沙和桶的重代替拉力，當(dāng)然也沒必要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。故選D.
（3）根據(jù)牛頓第二定律有：當(dāng)所有摩擦阻力不計(jì)時(shí)，，那么a-F圖象的斜率為k=，則小車的質(zhì)量m=，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；而為什么不能用角度來(lái)表示斜率呢，由于每組使用的坐標(biāo)間隔不一樣，則不能用tanθ來(lái)表示斜率，故選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。