Question

【題目】用如圖（一）所示的實驗裝置做“探究加速度與力、質量關系”的實驗：

(1)實驗中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，砂和砂桶的總質量m與小車和車上砝碼的總質量M之間應滿足的條件是___________。這樣，在改變小車上砝碼的質量時，只要砂和砂桶質量不變，就可以認為小車所受拉力幾乎不變。

(2)如圖（二）為某次實驗紙帶，在相鄰兩計數點間都有四個打點未畫出，用刻度尺測得：S1＝0.55 cm，S2＝0.94 cm，S3＝1.35 cm，S4＝1.76 cm，S5＝2.15 cm，S6＝2.54 cm。

①計數點“6”和“7”的位移S7比較接近于____________（填“A、B、C、D”序號）

A、2.76 cm B、2.85 cm C、2.96 cm D、3.03 cm

②打下“3”點時小車的瞬時速度v3=__________m/s；小車的加速度a＝_____________ m/s2。(計算結果均保留2位有效數字)

(3)某小組在研究“外力一定時，加速度與質量的關系”時，保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量M，分別記錄小車加速度a與其質量M的數據。在分析處理數據時，該組同學產生分歧：甲同學認為根據實驗數據可以作出小車加速度a與其質量M的圖像，如圖，然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學認為應該繼續驗證a與其質量倒數1/M是否成正比，并作出小車加速度a與其質量倒數1/M的圖像，如圖所示。你認為_______同學（選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

Answer 1

【答案】m＜＜M C 0.16 0.40 乙

【解析】

（1）根據實驗誤差的來源，在m＜＜M條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．

（2）打點計時器的工作周期為T0=0.02s，相鄰兩計數點間都有四個打點未畫出，所以兩計數點之間的時間間隔為T=5T0=0.1s。

①根據勻變速直線運動的規律S7S6= S6S5，可知：S7=2S6-S5=2×2.54-2.15=2.93cm，比較接近于2.96cm，故選C項。
②利用勻變速直線運動的推論v3=≈0.16m/s；
由逐差法得a==0.40m/s2

（3）反比例關系不容易根據圖象判定，而正比例關系容易根據圖象判定，故應該建立小車加速度a與小車質量的倒數1/M關系圖象，故應選乙方案。