Question

為了探究“加速度與力、質量的關系”，現提供如圖所示實驗裝置。請思考探究思路并回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是_________。
A．將木板帶滑輪的那一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板帶滑輪的那一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將木板固定打點計時器的那一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將木板固定打點計時器的那一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（2）如圖所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶。取計數點A、B、C、D、E、F、G。紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T = 0.10s，用刻度尺測量出各相鄰計數點間的距離分別為AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，則小車運動的加速度大小a =_________m/s²，打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小v_C=_________m/s。（結果保留二位有效數字）。

（3）某組同學實驗得出數據，畫出a~F圖像如圖所示，那么該組同學實驗中出現的問題可能是_________。

（4）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時鉤碼質量m與小車總質量M之間應滿足的關系為_________。

Answer 1

（1）C  （2）a =2.4m/s²， v _C =0.51m/s。（結果保留二位有效數字）
（3）摩擦力平衡過度 （4）m<<M

解析試題分析：（1）本實驗是驗證合外力在倍數增大時，看加速度是否也成倍數增大，因此需要平衡掉摩擦力的作用，應將木板固定打點計時器的那一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，即可說明重力的分力與摩擦力平衡（2）加速度可由逐差法求得，C點為BD的中間時刻，由中間時刻的瞬時速度等于平均速度可知（3）由圖像可知F=0時加速度不為零，產生的原因是平衡摩擦力過度，重力沿斜面向下的分力大于摩擦力的緣故（4）如果鉤碼向下勻加速運動，則鉤碼的重力與繩子的拉力并不相等，只有m<<M才能近似認為鉤碼的重力與繩子的拉力相等
考點：考查驗證牛頓第二定律
點評：本題難度較小，在本實驗中要首先平衡摩擦力才行，這樣才能保證物體所受拉力為合外力，加速度可由逐差法求得