Question

甲乙兩個(gè)同學(xué)共同做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。

①（4分）兩位同學(xué)用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車（對(duì)象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響。他們將長木板的一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤的情況下，小車能夠自由地做_________    ___運(yùn)動(dòng)。另外，還應(yīng)滿足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量m              小車的質(zhì)量M。（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）接下來，甲同學(xué)研究：在保持小車的質(zhì)量不變的條件下，其加速度與其受到的牽引力的關(guān)系；乙同學(xué)研究：在保持受到的牽引力不變的條件下，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系。

②（4分）甲同學(xué)通過對(duì)小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的加速度a。圖2是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a=               m/s²。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

③（4分）乙同學(xué)通過給小車增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫出a與1/M圖線后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)1/M較大時(shí)，圖線發(fā)生彎曲。于是，該同學(xué)后來又對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。那么，該同學(xué)的修正方案可能是(      )

A．改畫a與的關(guān)系圖線

B．改畫a與的關(guān)系圖線

C．改畫 a與的關(guān)系圖線

D．改畫a與的關(guān)系圖線

 

Answer 1

【答案】

勻速直線  遠(yuǎn)小于  0.340    A

【解析】

試題分析：①當(dāng)小車在不掛砝碼的情況下做勻速運(yùn)動(dòng)，則說明小車已經(jīng)受力平衡；據(jù)mg=(M+m)a,有a=mg/(M+m),當(dāng)M>>m時(shí)，m可以忽略不計(jì)，有a=mg/M。②據(jù)a=(a₁+a₂)/2,a₁=(x₄₃-x₂₁)/2T²，而a₂=(x₃₂-x₁₀)/2T²，所以有a=[（x₄₃+x₃₂）-( x₂₁+ x₁₀)]/4T²=0.340m/s²。③當(dāng)拉力F=mg不變時(shí)，小車加速度有a=mg/(M+m)，當(dāng)M>>m時(shí)，1/(M+m)和1/M可以看成近似相等，但當(dāng)M減小到一定量后，1/(M+m)< 1/M，所以圖線發(fā)生彎曲，所以最好研究小車的加速度a和1/(M+m)的關(guān)系。

考點(diǎn)：本題考查對(duì)驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的理解。