Question

4．为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是：将木板不带滑轮的一端适当垫高且B．
A．在挂钩码的情况下使带动纸带的小车恰好做匀速运动
B．在不挂钩码的情况下使带动纸带的小车恰好做匀速运动
C．在挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
（2）某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小．则他所得到的a-F关系应该是下图中的哪根图线？D（图2中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）．
（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为m＜＜M；
（4）某次实验中得到一条纸带，如图3所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与 1两点间距离x₁=30mm，1与2两点间距离x₂=36mm，2与3两点间距离x₃=42mm，3与4两点间的距离x₄=48mm，则小车的加速度为0.6m/s²．

Answer 1

分析 （1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动；
（2）平衡摩擦力不够时，有拉力作用但不会产生加速度，即在F轴上有截距；
（3）当m＜＜M时，可以用钩码的重力代替小车的拉力；
（4）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使带动纸带的小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
故选：B．
（2）把长木板的一端垫得过低，使得倾角偏小，会导致重力沿斜面向下的分力偏小，则绳子有拉力时，小车也不能产生加速度，即在F轴上有截距，故D正确．
故选：D．
（3）根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{M+m}$
当m＜＜M时，即当钩码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于钩码的总重力．
（4）每5个计时点取一个计数点，则相邻的计数点时间间隔为T=0.1s
利用匀变速直线运动的推论△x=at²
则有：a=$\frac{（36-30）×1{0}^{-3}}{0.01}=0.6m/{s}^{2}$
故答案为：（1）B；（2）D；（3）m＜＜M；（4）0.6．

点评 实验问题需要结合物理规律去解决．实验中的第2题考查的是力学问题，把长木板的一端垫得过低，使得倾角偏小，会导致重力沿斜面向下的分力减小，这些我们都要从学过的力学知识中解决．纸带的处理是运用匀变速直线运动的两个推论去完成的．