Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組在研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，采用如圖甲所示的裝置，通過(guò)改變小托盤和砝碼總質(zhì)量m來(lái)改變小車受到的合力，通過(guò)加減鉤碼來(lái)改變小車總質(zhì)量M.

(1)實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，應(yīng)當(dāng)取下_________(選填“小車上的鉤碼” 或“小托盤和砝碼”)，將木板右端適當(dāng)墊高，直至小車在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上打出來(lái)的點(diǎn)________。

(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，所用交流電的頻率為50 Hz，從紙帶上測(cè)出x1=3.20 cm，x2=4.74 cm，x3=6.30 cm，x4=7.85 cm，x5=9.41 cm，x6=10.96 cm．小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_________m／s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒(méi)有注意始終滿足遠(yuǎn)大于m的條件，結(jié)果得到的圖像應(yīng)是下圖中的________ 。

A、B、

C、D、

Answer 1

【答案】小托盤和砝碼 均勻分布 1.55 B

【解析】

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，為使繩子拉力為小車受到的合力，應(yīng)先平衡摩擦力；利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小．在驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，在重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時(shí)，可近似認(rèn)為小車受到的拉力等于重物重力．

（1）實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，應(yīng)當(dāng)取下小托盤和砝碼，將木板右端適當(dāng)墊高，直至小車在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上打出來(lái)的點(diǎn)間距相等、均勻分布．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）
解得：a=1.55m/s2．

（3）在研究加速度跟小車質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，保持m不變，改變小車質(zhì)量M，在小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m時(shí)，即當(dāng)滿足Mm時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力（合力）F=mg，此時(shí)加速度a與小車質(zhì)量M成反比，與成正比，以橫軸，a為縱軸，則a-圖象應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的直線，當(dāng)小車質(zhì)量M不遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m時(shí)，小車受到的拉力明顯小于重物重力，a-圖象向下彎曲。故選B。