Question

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的裝置驗(yàn)證規(guī)律“物體質(zhì)量一定，其加速度與所受合力成正比”。

a.按圖3把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛配重，反復(fù)移動(dòng)墊木直到小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；

b.把細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上并繞過(guò)定滑輪懸掛配重，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在被小車(chē)帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫(xiě)上編號(hào)；

c.保持小車(chē)的質(zhì)量M不變，多次改變配重的質(zhì)量m，再重復(fù)步驟b；

d.算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值；

e.用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示配重受的重力mg（作為小車(chē)受到的合力F），作出a－F圖象。

（1）在步驟d中，該同學(xué)是采用v－t圖象來(lái)求加速度的。圖4為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為B、C、D，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度為_____________m/s；

（2）其余各點(diǎn)的速度都標(biāo)在了v－t坐標(biāo)系中，如圖5所示。t=0.10s時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器恰好打B點(diǎn)。請(qǐng)你將（1）問(wèn)中所得結(jié)果標(biāo)在圖5所示的坐標(biāo)系中，并作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v－t圖線(xiàn)；利用圖線(xiàn)求出小車(chē)此次運(yùn)動(dòng)的加速度a =________________m/s2；

（3）最終該同學(xué)所得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的a－F圖線(xiàn)如圖6所示，從圖中我們看出圖線(xiàn)是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。根據(jù)圖線(xiàn)可以確定下列說(shuō)法中不正確的是______________

A.本實(shí)驗(yàn)中小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合力成正比

B.小車(chē)的加速度可能大于重力加速度g

C.可以確定小車(chē)的質(zhì)量約為0.50kg

D.實(shí)驗(yàn)中配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M

Answer 1

【答案】0.44 1.0 B

【解析】

（1）在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，據(jù)此可求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小。（2）在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，故v-t圖象應(yīng)為線(xiàn)性關(guān)系，連線(xiàn)求出圖線(xiàn)的斜率即為加速度。（3）由原理F=Ma結(jié)合圖象可F與a的關(guān)系，斜率的意義。

（1）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，則有：，（2）在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，故v-t圖象應(yīng)為線(xiàn)性關(guān)系，畫(huà)圖時(shí)讓盡量多的點(diǎn)落在直線(xiàn)上即可，如圖所示

在v-t圖象中，圖線(xiàn)的斜率表示加速度，則，（3）由圖線(xiàn)可得：F與a成正比，故A正確；對(duì)整體，根據(jù)牛頓第二定律得：小車(chē)的加速度為，所以加速度不可能大于g，故B錯(cuò)誤；對(duì)小車(chē)，根據(jù)牛頓第二定律得：F=Ma，變形得：，故圖線(xiàn)的斜率，解得：M=0.5kg，故C正確；因?yàn)閳D線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，故滿(mǎn)足配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M，故D正確．本題選不正確的，故選B。