Question

【題目】“探究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系”的實(shí)驗裝置如圖所示。小車的質(zhì)量為M，砝碼和盤的總質(zhì)量為m．正確安裝好打點(diǎn)計時器，并使小車與滑輪間的細(xì)線與長木板平行。

（1）為了使分析數(shù)據(jù)時可認(rèn)為砝碼和盤的總重力等于小車所受合外力，你認(rèn)為應(yīng)采取的措施有

①______________________________________

②______________________________________

（2）打點(diǎn)計時器所用交流電源的頻率為50 Hz，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，測出相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖。則該小車的加速度為________m/s2，打C點(diǎn)時小車的速度為__________m/s.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）實(shí)驗中，如果不斷往砝碼盤加砝碼，使m不斷增大，進(jìn)行多次實(shí)驗，下列圖像中能正確反映小車加速度a與m的關(guān)系的是_____。

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 使m遠(yuǎn)小于M 0.47m/s2 0.20m/s C

【解析】

(1)明確從對小車受力分析不難得出若使小車受到的合力等于繩子的拉力就必須首先平衡摩擦力；若要使繩子拉力等于砝碼和盤的總重力則必須滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和盤的總質(zhì)量.

(2)紙帶實(shí)驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度．

(3)隨著m的逐漸增大，當(dāng)砝碼和盤的總質(zhì)量為m變大后不能滿足m＜＜M的條件，圖象就會發(fā)生彎曲．

(1)若使小車受到的合力為繩子的拉力，對小車受力分析可知應(yīng)進(jìn)行平衡摩擦力，即應(yīng)采�、賹㈤L木板一端墊起，讓小車重力沿斜面的分力平衡摩擦阻力；若使繩子拉力等于砝碼和盤的總重力，應(yīng)采�、谛≤囐|(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和盤的總質(zhì)量.

(2)紙帶上取四段連續(xù)相等時間()的位移，由判別式()結(jié)合逐差法，可得：；由勻變速直線運(yùn)動的推論，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，有：.

(3)設(shè)小車與砝碼的質(zhì)量為M，砝碼和盤的總質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，對m：，對M：F拉=Ma，解得，當(dāng)m＜＜M時，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．所以剛開始a-m圖象是一條過原點(diǎn)的直線，當(dāng)砝碼和盤的總質(zhì)量為m變大后不能滿足m＜＜M的條件，圖象彎曲，且加速度增大的速度變慢，故選C.