Question

【题目】某物理课外小组利用图中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下:

(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。

(2)将n(依次取n=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a.

(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图所示，由图求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表________.

(4)利用表中的数据在图中补齐数据点，并作出a-n图像________.从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成________ (填“正比”或“反比”).

(5)利用a-n图像求得小车(空载)的质量为______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8m/s2)。

(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是（_________）(填入正确选项前的标号)。

A.a-n图线不再是直线

B.a-n图线仍是直线，但该直线不过原点

C.a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

D.a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变小

Answer 1

【答案】0.39(0.37~0.49) 正比 0.45(0.43~0.47) BC

【解析】

(3)[1] 物体做匀加速直线运动，对应的x-t图象为曲线，由图象可知，当t=2.0s时，位移为：x=0.78m，由代入数据得：a=0.39m/s2；

(4)[2][3] 通过描点，并用直线将各点相连，如图所示；

根据图像可知，当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

(5)[4] 由图可知，当n=4时，加速度为0.78m/s2，由牛顿第二定律可知，即：

解得：。

(6)[5]平衡摩擦力后：

所以

以“保持木板水平”来代替步骤(1)，未平衡摩擦力，根据牛顿第二定律

整理得到

所以a-n图线仍是直线，但该直线不过原点，与原来相比，斜率变大，故AD错误BC正确。