Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，砝码盘及盘中砝码的质量用m表示，小车后连有纸带，轨道末端安装打点计时器。

（1）在平衡摩擦力以后，当M与m的大小关系满足m远小于M时，才可以认为细绳对小车的拉力大小等于____。

（2）图乙是使用频率为50Hz的电火花计时器打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出。从纸带上测出x1＝3.20cm，x2＝4.52cm，x5＝8.42cm，x6＝9.70cm。则计数点1的速度大小为v＝____m/s，木块加速度的大小a＝____m/s2(结果保留两位有效数字)。

（3）丙图为某同学根据测量数据作出的a-F图线，该实验存在的问题可能是____

A．未平衡摩擦力 B．平衡摩擦力过度 C．未满足m远小于M

Answer 1

【答案】（1）mg （2）0.38m/s 1.3m/s2（计算结果2位有效数字） （3）A

【解析】

（1）要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；（2）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，（3）图线不通过坐标原点，当加速度为某一值时，F为零，知平衡摩擦力过度。图线不通过坐标原点，当拉力为某一值时，a为零，知没有平衡摩擦力或倾角过小。

（1）以整体为研究对象有：mg=（m+M）a，解得：，以M为研究对象有绳子的拉力为：；显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力mg．

（2）计数点1的速度大小为；根据逐差法小车运动的加速度；
得：

（3）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，故选A.