Question

【题目】某同学利用如图甲所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”，具体实验步骤如下：

A．按照图示安装好实验装置，挂上沙桶(含少量沙子)；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；

C．取下细绳和沙桶，测量并记录沙子和桶的总质量m；

D．保持长木板的倾角不变，不挂沙桶，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门1和2时显示的时间；

E．重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复B、C、D步骤．

(1)若沙桶和沙子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为________．(忽略空气阻力)

(2)如图乙所示，用游标卡尺测得小车上遮光片的宽度为________mm.

(3)若遮光片的宽度为d，光电门1、2之间的距离为l，通过光电门1和2时显示的时间分别为t1、t2，则小车的加速度a＝________．

(4)有关本实验的说法正确的是________(填选项前的字母)．

A．沙桶和沙子的总质量必须远小于小车的质量

B．小车的质量必须远小于沙桶和沙子的总质量

C．平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶

D．平衡摩擦力时不能取下细绳和沙桶

Answer 1

【答案】 mg 6.75 D

【解析】（1）探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg.

（2）游标卡尺的主尺读数为6mm，游标读数为0.05×15mm=0.75mm，则遮光片的宽度d=6.75mm．

（3）小车的速度等于遮光板的宽度除以所有的时间即： ，，依据可得加速度为：。

（4）本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时，所受的外力大小，所以不需要满足“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，故AB错误；平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶，故C错误，D正确。所以选D