Question

【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示．

（1）下列說(shuō)法正確的是_____________．

A每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

B小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先釋放小車后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

C本實(shí)驗(yàn)砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量

D在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作（mA為小車質(zhì)量）圖象

（2）在這一實(shí)驗(yàn)中，三位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)分別作出aF圖象，如圖中的A、B、C線所示．試A線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________________________；B線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是___________．C線發(fā)生彎曲的原因是______________

（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f＝50Hz．下圖是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出．則C點(diǎn)的速度為_________m/s；根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為______m/s2（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】D 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 平衡摩擦力過(guò)度 沒(méi)有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量（或A的質(zhì)量遠(yuǎn)大于B的質(zhì)量） 0.21 0.60

【解析】

(1)[1]A．假設(shè)木板傾角為θ，則有f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，所以當(dāng)改變小車質(zhì)量時(shí)不需要重新平衡摩擦力．故A錯(cuò)誤．
B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源后釋放小車．故B錯(cuò)誤．
C．為保證繩子的拉力近似地等于砝碼及砝碼盤的重力，小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤的重力．故C錯(cuò)誤．
D．根據(jù)F=ma，可得，可知當(dāng)F一定時(shí)，a與成正比，所以應(yīng)作圖象．故D正確．
(2)[2] A中發(fā)現(xiàn)直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

[3] B中當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車就有加速度，這是平衡摩擦力時(shí)木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過(guò)度引起的．

[4]設(shè)小車加速度為a，對(duì)小車：F=Ma，對(duì)砝碼和砝碼盤：F-mg=ma，聯(lián)立解得：

所以砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時(shí)，當(dāng)m逐漸變大時(shí)，a逐漸變小，故圖象出現(xiàn)彎曲．所以原因是：沒(méi)有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量（或A的質(zhì)量遠(yuǎn)大于B的質(zhì)量）．

(3)[5]每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，所以每?jī)牲c(diǎn)之間的時(shí)間間隔是T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間的平均速度求解C點(diǎn)的速度為：

[6]根據(jù)逐差法可得小車的加速度大小為：