Question

【题目】在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，某学生将实验装置如图甲安装，准备接通电源后开始做实验．

（1）图中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，试验中，为了使细线对小车的拉力等于小于所受的合外力，先调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来还需要进行的一项操作是_____

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车．观察判断小车是否做匀速运动

D．当改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力

（2）实验中要进行质量M和m的选取，才能认为绳子的拉力约等于mg，以下最合理的一组是_____

A．M=100g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g

B．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

C．M=200g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g

D．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

（3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm．已知打点计时器的工作周期为T=0.02s，则打点计时器打下c点时的速度大小为：VC=_____m/s（结果保留2位有效数字），小车的加速度为：a=_____　

（4）在验证当小车的质量一定时，小车的加速度与合外力F的关系时，小华所在的实验小组根据实验数据作出了如图所示的a﹣F图象，其原因可能是___________________；图线的斜率代表的物理意义是：_______________．

Answer 1

【答案】 （1）B； （2）D； （3）0.49； 0.42； （4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时斜面的倾角太小； 1/M

【解析】（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力．故B正确、AC错误．当改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项D错误；故选B.

（2）当m＜＜M时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是D．
（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为0.1s；由平均速度可求得瞬时速度；则有： ；利用匀变速直线运动的推论△x=at2，sDE-sAB=3a1T2；sEF-sBC=3a2T2；sFG-sCD=3a3T2；则a==0.42m/s2．
（4）在验证当小车的质量一定时，小车的加速度与合外力F的关系时，小华所在的实验小组根据实验数据作出了如图所示的a-F图象，其原因可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时斜面的倾角大小；根据F=Ma得，所以图线的斜率代表的物理意义是：小车总质量的倒数.