Question

（8分）用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關系”的實驗．實驗時保持小車的質量M(含車中的鉤碼)不變，用在繩的下端掛的鉤碼的總重力mg作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度．

(1)實驗時繩的下端先不掛鉤碼，反復調整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是____________________________．

(2)圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續的5個計數點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數點之間都有4個點跡沒有標出，測出各計數點到A點之間的距離，如圖乙所示．已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a＝________m/s².(結果保留兩位有效數字)

(3)通過增加繩的下端掛的鉤碼的個數來改變小車所受的拉力F，得到小車的加速度a與拉力F的數據，畫出a–F圖線后，發現當F較大時，圖線發生了如圖丙所示的彎曲．該同學經過思考后將實驗方案改變為用小車中的鉤碼掛在繩的下端來增加鉤碼的個數和外力．那么關于該同學的修正方案，下列說法正確的是________．(寫選項字母)

A.該修正方案可以避免a–F圖線的末端發生彎曲

B.該修正方案要避免a–F圖線的末端發生彎曲的的條件是M≥m

C.該修正方案畫出的a–F圖線的斜率為

D.該修正方案畫出的a–F圖線的斜率為

 

Answer 1

【答案】

(1) 平衡小車運動中所受的摩擦阻力(2分)    (2) 1.0或0.99 (3分)   (3) AD(3分)

【解析】

試題分析：（1）平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．所以實驗時先不掛鉤碼，安裝紙帶，反復調整墊木的左右位置，直到輕推一下小車時小車能做勻速直線運動或紙帶上打的點均勻分布，故這樣做的目的是平衡小車運動中所受的摩擦阻力．

（2）計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，根據紙帶數據，由x=at²可得小車的加速度a= = cm/s²=1.0m/s²．

(3) 分別對小車與砝碼列出牛頓第二定律，對小車有F=Ma，對砝碼有F mg=ma，兩式聯立可得a= = ，故若改畫a 圖線，則斜率一定，故該同學的修正方案可以避免a–F圖線的末端發生彎曲．本題選AD。

考點：探究加速度與物體質量、物體受力的關系