Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了“探究加速度與合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知小車(chē)的質(zhì)量為500克，g 取10m/s2，不計(jì)繩與滑輪間的摩擦。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）細(xì)繩一端系在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪后掛一個(gè)小砝碼盤(pán)。

（2）在盤(pán)中放入質(zhì)量為m的砝碼，用活動(dòng)支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調(diào)整木板傾角，恰好使小車(chē)沿木板勻速下滑。

（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤(pán)，將紙帶與小車(chē)相連，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后，釋放小車(chē)。

（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)的小車(chē)加速度a。

（5）改變盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)（2）（3）步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
m / kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

① 在坐標(biāo)紙上作出a----mg圖象。

②上述圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是： 。

③根據(jù)（1）問(wèn)中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？

。

④你認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)的質(zhì)量是否要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量： （填“是”或“否”）。

Answer 1

【答案】①② 沒(méi)有考慮砝碼盤(pán)的質(zhì)量 ③砝碼盤(pán)的質(zhì)量 0.05kg ④是

【解析】

①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2，由紙帶可得△x=0.75cm，則求出加速度的大小

②根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出圖象，圖象如圖所示．

由圖象可知，a-mg圖象與縱軸相交，當(dāng)盤(pán)中砝碼質(zhì)量為零時(shí)，小車(chē)已經(jīng)具有加速度，說(shuō)明此時(shí)小車(chē)所受合力不為零，這是因?yàn)榍笮≤?chē)所受合力時(shí)，沒(méi)有考慮砝碼盤(pán)重力造成的．
③由圖象可知，砝碼重力為零時(shí)，小車(chē)加速度a=1m/s2，由此可知，砝碼盤(pán)的重力：

G砝碼盤(pán)=m車(chē)a=0.5kg×1m/s2=0.5N．
④砝碼質(zhì)量為m，設(shè)斜面傾角為θ，小車(chē)質(zhì)量為M，小車(chē)勻速下滑，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：Mgsinθ=f+mg，當(dāng)取下砝碼盤(pán)后，小車(chē)重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此小車(chē)所受合外力為mg，由此可知，小車(chē)所受合外力與車(chē)的質(zhì)量和砝碼質(zhì)量無(wú)關(guān)，實(shí)驗(yàn)不需要控制小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量．