Question

【題目】某物理課外小組利用圖中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪：輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。

(2)將n(依次取n=1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)，用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.

(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時(shí)的s-t圖像如圖所示，由圖求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表________.

(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a-n圖像________.從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成________ (填“正比”或“反比”).

(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為______kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8m/s2)。

(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是（_________）(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))。

A.a-n圖線不再是直線

B.a-n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)

C.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大

D.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變小

Answer 1

【答案】0.39(0.37~0.49) 正比 0.45(0.43~0.47) BC

【解析】

(3)[1] 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的x-t圖象為曲線，由圖象可知，當(dāng)t=2.0s時(shí)，位移為：x=0.78m，由代入數(shù)據(jù)得：a=0.39m/s2；

(4)[2][3] 通過描點(diǎn)，并用直線將各點(diǎn)相連，如圖所示；

根據(jù)圖像可知，當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。

(5)[4] 由圖可知，當(dāng)n=4時(shí)，加速度為0.78m/s2，由牛頓第二定律可知，即：

解得：。

(6)[5]平衡摩擦力后：

所以

以“保持木板水平”來代替步驟(1)，未平衡摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律

整理得到

所以a-n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)，與原來相比，斜率變大，故AD錯(cuò)誤BC正確。