Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組在研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，采用如圖甲所示的裝置，通過改變小托盤和砝碼總質(zhì)量m來改變小車受到的合力，通過加減鉤碼來改變小車總質(zhì)量M.

(1)實驗中需要平衡摩擦力，應(yīng)當(dāng)取下_________(選填“小車上的鉤碼” 或“小托盤和砝碼”)，將木板右端適當(dāng)墊高，直至小車在長木板上運動時，紙帶上打出來的點________。

(2)圖乙為實驗中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，所用交流電的頻率為50 Hz，從紙帶上測出x1=3.20 cm，x2=4.74 cm，x3=6.30 cm，x4=7.85 cm，x5=9.41 cm，x6=10.96 cm．小車運動的加速度大小為_________m／s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時，由于沒有注意始終滿足遠(yuǎn)大于m的條件，結(jié)果得到的圖像應(yīng)是下圖中的________ 。

A、B、

C、D、

Answer 1

【答案】小托盤和砝碼 均勻分布 1.55 B

【解析】

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，為使繩子拉力為小車受到的合力，應(yīng)先平衡摩擦力；利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小．在驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，在重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時，可近似認(rèn)為小車受到的拉力等于重物重力．

（1）實驗中需要平衡摩擦力，應(yīng)當(dāng)取下小托盤和砝碼，將木板右端適當(dāng)墊高，直至小車在長木板上運動時，紙帶上打出來的點間距相等、均勻分布．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）
解得：a=1.55m/s2．

（3）在研究加速度跟小車質(zhì)量M的關(guān)系時，保持m不變，改變小車質(zhì)量M，在小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m時，即當(dāng)滿足Mm時，可以認(rèn)為小車受到的拉力（合力）F=mg，此時加速度a與小車質(zhì)量M成反比，與成正比，以橫軸，a為縱軸，則a-圖象應(yīng)是過原點的直線，當(dāng)小車質(zhì)量M不遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m時，小車受到的拉力明顯小于重物重力，a-圖象向下彎曲。故選B。