Question

【题目】某实验小组的同学为了“探究加速度与外力的关系”，利用了如图1所示的实验装置，忽略滑轮与细绳之间的摩擦。

（1）为了完成探究实验，下列步骤必须的是________。

A．分别测出砝码A以及滑块的质量m和M

B．将长木板远离滑轮的一端适当垫高平衡摩擦力

C．将滑块靠近打点计时器，接通电源后释放小车，并记录传感器的示数

D．多次改变砝码的质量，打出几条不同的纸带

E．该实验中必须满足滑块的质量远远大于砝码A的质量

（2）该小组的同学在某次实验中得到了一条清晰的纸带，如图2所示，并在该纸带上选取了多个计数点，已知图中相邻两计数点之间还有两个计时点没有画出，若实验中所使用的交流电的频率为50 Hz，则滑块的加速度大小为________m/s2（结果保留两位有效数字）；

（3）该小组的同学通过多次测量，得到了多组传感器的示数以及相对应的加速度的数值，并以传感器的示数为横坐标、加速度为纵坐标，得到的图线为一条过原点的倾斜直线，经测量可知直线的斜率大小为，则小车的质量大小应为_____________；

（4）如果该小组的同学在实验时未平衡摩擦力，结果得到的图象不过原点，与横轴交点的坐标值为，则滑块在运动过程中受到的摩擦力大小为__________。

Answer 1

【答案】BCD 1.3

【解析】

（1）由于滑块B所受的拉力可有传感器读出，因此不需要测量砝码A的质量，因此也就不必要求砝码A的质量远小于滑块的质量了，AE错误；将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力是需要的，因为这样滑块受到的合力就不考虑摩擦力了，B正确；滑块B靠近打点计时器，先接通电源，再释放滑块，打出一条纸带，同时记录传感器的示数是需要的，C正确；多次改变砝码的质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，以研究加速度随外力变化的关系，D正确；

（2）由题意可知该交流电的打点周期为0.02 s，又因为相邻两计数点间还有两个点没有画出，故两计数点之间的时间间隔为0.06 s，由逐差法得；

（3）由实验原理图可知，滑块B的合力大小为传感器示数的两倍，则由牛顿第二定律得，对图象来说，图象的斜率大小为，所以滑块的质量为；

（4）滑块所受的拉力大小为传感器示数的两倍，则由牛顿第二定律可知，整理得，即当细绳的拉力大小为时，滑块刚开始运动，即。