Question

【题目】(1) 在“探究加速度与力的关系”的实验中，甲同学利用图(a)中的力传感器测出细线的拉力，通过改变钩码的个数改变细线拉力.

①甲同学在实验过程中，________(选填“需要”或“不需要”)满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件．

②甲同学在实验过程中，若没有进行平衡摩擦力的操作，则由实验结果画出的图象可能是图(b)中的________(选填“A”“B”或“C”)．

(2) 乙同学也采用图(a)所示的装置进行了“探究功和小车速度变化关系”的实验，步骤如下：

①按图(a)把实验器材安装好；

②先接通电源，后放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点. 从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、…；

③测量出B、C、…各点与A点的距离，分别记为x1、x2、…；

④求出B、C、…各点的速度大小，分别记为v1、v2、…，再求出它们的平方v、v、…；

⑤用力传感器的示数F分别乘以x1、x2、…，得到所做的功W1、W2、…；

⑥用速度的平方v2为纵坐标，力F所做的功W为横坐标，并在v2W中描出相应的坐标点，得到图线如图(c)所示.上述实验操作中，有明显的疏漏是________；

正确操作后画出图(c)，由图可知：打A点时小车的速度vA＝________m/s；小车的质量M＝________kg.(结果保留两位小数)

Answer 1

【答案】不需要 B 未平衡摩擦力 0．50(0.45～0.55) 0．40(0.39～0.41)

【解析】

（1）根据实验原理和实验目的可知该操作的意义；

（2）若没有进行平衡摩擦力，拉力小于摩擦力时，加速度为零，即可选择正确图像；

（3）根据动能定理求出速度平方与功的关系式，由图象上的纵轴截距和斜率可求初速度和质量。

(1)由于该实验中通过传感器测出小车受到的拉力，所以不需要满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件；

（2）若没有进行平衡摩擦力，拉力小于摩擦力时，加速度为零，所以图像可能是B；

（3）平衡摩擦力后，传感器的示数等于小车受到的合外力，本实验没有平衡摩擦力；

根据动能定理，W= ，，纵轴截距对应的就是打A点速度的平方。由图可知：=0.25m2/s2

所以有：vA=0.50m/s.

图像的斜率等于，由图可知，代入数据得：m=0.40kg.