Question

【題目】如下圖所示，一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定有甲、乙兩個(gè)光電門，與之相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的小車在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力．不計(jì)空氣阻力及一切摩擦．

（1）在探究“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，要使測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于小車所受合外力，操作中必須滿足________________；要使小車所受合外力一定，操作中必須滿足______________．

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先測(cè)出小車質(zhì)量m，再讓小車從靠近光電門甲處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出小車在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．改變小車質(zhì)量m，測(cè)得多組m、t的值，建立坐標(biāo)系描點(diǎn)作出圖線．下列能直觀得出“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”的圖線是________．

（2）如圖1抬高長(zhǎng)木板的左端，使小車從靠近光電門乙處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F和小車在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0，改變木板傾角，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，得到的F－的圖線如圖2所示．

實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩光電門的距離L＝0．80 m，砂和砂桶的總質(zhì)量m1＝0．34 kg，重力加速度g取9．8 m/s2，則圖線的斜率為________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長(zhǎng)木板間的摩擦不能忽略，測(cè)得的圖線斜率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】（1）小車與滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行；砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；C；

（2）0．54 kg·m或0．54 N·s2；不變

【解析】試題分析：（1）小車受重力，支持力和拉力，小車與滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于小車所受的合外力；要使小車所受合外力一定，操作中必須滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；小車從靠近甲光電門處由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移x=at2．改變小車質(zhì)量m，測(cè)得多組m、t的值，所以加速度，位移不變，所以a與t2成反比，合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比例”的圖線是C．

（2）小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移L=at2．；根據(jù)牛頓第二定律得，對(duì)于沙和沙桶，

F合=F-mg=ma；F=m+mg；則圖線的斜率為2mL=0．54kgm；若小車與長(zhǎng)木板間的摩擦能忽略，如圖1所示測(cè)得圖線斜率將不變。