Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置，小車及車載砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足__________時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤砝碼的重力．

（2）在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，下列說法中錯誤的是___________

A．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時先放開小車，再接通打點計時器電源

D．車子運動的加速度可用天平測出M及m后直接用公式a=求出

（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定時，探究加速度與所受力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當(dāng)，某同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖乙所示，原因是_________________．

（4）某同學(xué)在實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上每隔4個打印點取一個計數(shù)點，這樣在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點。其相鄰點間的距離如圖丙所示，打點計時器使用的是50 Hz的交流電。根據(jù)紙帶回答下列問題：相鄰計數(shù)點的時間間隔為_______s，計時器打下B點時的瞬時速度為______m/s，小車的加速度為________m/s2（以上結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 A 未平衡摩擦或者平衡不夠 0.10s 0.40m/s 0.80 m/s2

【解析】試題分析：要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車；圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大與不足．根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，通過連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，運用逐差法求出小車的加速度．

（1）以整體為研究對象有，解得，以M為研究對象有繩子的拉力，顯然要有必有，故有，即只有M＞＞m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）在該實驗中，我們認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時，細(xì)繩的另一端不能懸掛裝砂的小桶，A錯誤；由于平衡摩擦力之后有，故．所以無論是否改變小車的質(zhì)量，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，B正確；實驗時應(yīng)先接通電源然后再放開小車，C錯誤；小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出，不能由牛頓第二定律求出，故D錯誤．

（3）圖中拉力增大到一定時小車才有了加速度，則說明平衡摩擦力時，木板的傾角過�。�

（4）在紙帶上每隔4個打印點取一個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為，B點的瞬時速度為，

根據(jù)運用逐差法得： ．