Question

【題目】在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系時，采用如圖所示的實驗裝置，小車以及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤以及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．

(1)實驗過程中，電火花計時器接在頻率為f＝50 Hz的交流電源上，調(diào)整定滑輪高度，使細線與長木板平行．

(2)若已平衡好摩擦，在小車做勻加速直線運動過程中，繩子拉力FT＝________，當M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．

(3)某小組同學先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．

A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先接通打點計時器的電源，再放開小車

D．用天平測出m以及M，小車運動的加速度可直接用公式a＝求出

(4)某小組同學保持小車以及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系時，由于他們操作不當，這組同學得到的a－F關(guān)系圖象如圖所示，①圖線不過原點的原因是____________；②圖線上端彎曲的原因是________．

(5)某小組在操作完全正確且滿足(2)中質(zhì)量關(guān)系的情況下，下圖為實驗時小車在長木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm、x5＝8.42 cm、x6＝9.70 cm.則小車加速度大小a＝________m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】 Mm C 沒平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足) 不滿足Mm 1.30

【解析】

(2)[1][2]設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼盤總質(zhì)量為m，將兩者看做一個整體，對整體有

對小車有

聯(lián)立可得

只有當時，；

(3)[3]A.平衡摩擦力時，不能將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上，故A錯誤；

B.平衡摩擦力時應(yīng)用，則只需滿足，與質(zhì)量無關(guān)，改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；

C.實驗時，先接通電源，再釋放小車，故C正確；

D.小車運動的加速度通過紙帶求出，不能通過求出，故D錯誤。

故選C。

(4)[4]當F≠0時，a＝0，也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車所受的摩擦力與繩子的拉力抵消了，該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

[5]隨著F的增大，即盤及盤中砝碼質(zhì)量的增大，不再滿足盤及盤中砝碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象；

(5)[6]由于相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔

根據(jù)勻變速直線運動的推論公式得

解得：