Question

【题目】利用以下装置可以完成力学中的许多实验。

（1）以下说法中正确的是（___________）

A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，需要将长木板的一端抬高以平衡摩擦力

B．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，每次改变小车质量之后，需要重新平衡摩擦力

C．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，并用图像法处理数据时，如果画出的a-m关系图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比

D．用此装置“探究做功和速度变化关系”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与木板平行

（2）用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，小车质量约250g，为保证拉力近似等于沙桶（含重物）的重力，沙桶中应选择的重物是__________。

（3）在利用此装置做实验时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间还有4个打点，每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s，则小车在C点的速度v＝________m/s，小车运动的加速度a＝________m/s2.(结果保留三位有效数字)

Answer 1

【答案】 D C 1.24 6.22

【解析】（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误；

B、平衡摩擦力的方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，即，式子成立与质量无关，故改变质量后不需重新进行平衡，故B错误；

C、在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时，可以通过图象法处理数据，来判断加速度a与小车的质量M成反比，画出的关系不能确定加速度与质量的关系，要画出的关系才能确定加速度与质量的关系，故C错误；

D、探究“功与速度变化的关系”实验时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行，以便减少误差，故D正确。

（2）在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，设小车的质量为M，沙桶（含沙）的总质量为m，设绳子上拉力为F，
以整体为研究对象有：
解得：
以M为研究对象有绳子的拉力为：
显然要有必有，故有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于沙桶（含沙）的重力，故选C。

（3）由于相邻两个计数点间还有4个打点，所以两计数点间的时间间隔为，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
打点C时小车的速度为： ，

根据纸带分析可知： ， ， ，
根据匀变速直线运动的推论结合作差法得：

。