Question

【题目】图甲所示为两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图.

（1）实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器，先接通电源，然后用手轻推小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动.若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏(从打出的点的先后顺序看)，则第二次打点前应将长木板的一端垫的比原先更加_____(填“高”或“低”)些;重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的计时点，便说明平衡摩擦力适当.(不计细绳与滑轮的摩擦)

（2）平衡摩擦力后，在__________的条件下，两位同学可以认为砝码盘连同砝码的总重力近似等于小车所受的合外力.(已知小车的质量为M，砝码盘连同砝码的总质量为m)

（3）接下来，这两位同学先在保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系;图乙为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm.实验中使用的是频率f=50Hz的交流电源.根据以上数据，可以算出小车的加速度a=_____m/s2.(结果保留三位有效数字)

（4）然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系.他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出图线后，发现当较大时，图线发生弯曲.于是，两位同学又对实验方案进行了进一步的修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是（_____）

A.改画a与M+m的关系图线 B.改画a与的关系图线

C.改画a与的关系图线 D.改画a与的关系图线

（5）探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数.于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图丙所示;在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码小车打点计时器加速度a，并求出平均加速度，则小车与长木板间的动摩擦因数μ=______(用表示).

Answer 1

【答案】低 间隔均匀 Mm 0.343 C

【解析】

（1）[1][2]．打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏，说明小车加速度过大，平衡摩擦力过度，第二次需要将木板的一端垫低一些，直到物体匀速运动，即打出的点间隔相等；

（2）[3]．对整体有

对小车有

联立可得

只有当时.

（3）[4]．在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，故相邻计数点间的时间为，根据

代入数据可得

（4）[5]．根据得

所以的图线是一条斜率为k=mg的直线，不会随着M的变化而产生弯曲，故C正确.

（5）[6]．对小车和砝码连同砝码盘整体进行受力分析，受砝码连同砝码盘的重力和木板对小车的摩擦力，根据牛顿第二定律得:

解得:

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