Question

8．某實驗小組利用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz，實驗步驟如下：

①按圖甲所示安裝好實驗裝置，其中繞過輕質(zhì)動滑輪與定滑輪和彈簧測力計相連的細(xì)線豎直，長木板水平；
②掛上砝碼盒，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
③改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟②，求得小車在不同合力作用下的加速度．
（1）對于上述實驗，下列說法正確的是C
A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行
D．彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重量的一半
（2）實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，紙帶中每相鄰兩個計數(shù)點間有四個未畫出，由該紙帶可求得小車的加速度a=1.5m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖象，下圖中的四個選項中與本實驗相符合是C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理，可知小車的加速度與砝碼盤的加速度不等，但彈簧測力計的讀數(shù)為小車所受合外力，不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件；
（2）在勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，根據(jù)作差法求解加速度；
（3）數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖象，注意明確是否已平衡摩擦力；

解答 解：（1）A、由圖可知，小車的加速度是砝碼盤的加速度大小的2倍，故A錯誤；
B、由于不是砝碼的重力，即為小車的拉力，故不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件；故B錯誤；
C、為了保證細(xì)線拉力即為合力，與小車相連的輕繩與長木板一定要平行；故C正確；
D、同一根細(xì)繩經(jīng)過定滑輪，則彈簧測力計的讀數(shù)為小車所受合外力，故D錯誤；
（2）在勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，
即△x=aT²，
解得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$
將△x=1.5cm，T=0.1s帶入解得：a=1.5m/s²．
（3）由題意可知，木板水平，沒有平衡摩擦力，故力只有增大到一定程度時小車才會產(chǎn)生加速度；但根據(jù)牛頓第二定律可知，小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)該是成正比，即為一條傾斜直線，故C正確；
故答案為：（1）C；（2）1.5；（3）C．

點評 本題來源于探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，但已作了改進(jìn)，故應(yīng)注意明確實驗原理，認(rèn)真分析實物操作圖，同時掌握求加速度的方法，注意單位的統(tǒng)一，同時理解由圖象來尋找加速度與合力的關(guān)系．