Question

【题目】某实验小组在“探究加速度与物体的质量、受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，实验装置如图l所示。已知小车质量M=261g，打点计时器所使用的交流电频率f=50Hz。其实验步骤是：

A．按图所示安装好实验装置；

B．利用垫块调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车(与纸带、细绳和砝码盘相连)能沿长木板向下做匀速运动；

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；

D．将小车置于打点计时器旁(小车与纸带相连，但与细绳和砝码盘不相连)先接通电 源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复A、B、C、D步骤，求得小车在不同合外力F用下的加速度。

回答以下问题：

（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”)。

（2）实验中打出的其中一条纸带如图2所示，选取4个点为一组计数点，由该纸带可求 得小车的加速度a=_____m/s2(结果保留三位有效数字)。

（3）某次实验中砝码盘中砝码的重力和对应小车加速度数据如下表

①请根据表中的数据在答题纸上画出a-F图象________；

②造成图线不过坐标原点的最主要原因是_____________；

③砝码盘的重力大小是_______N。

Answer 1

【答案】 否 0.88 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力 0.06

【解析】试题分析：根据小车做匀速运动列出方程，对合外力进行分析即可求解；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，通过对小车受力分析即可求解．

（1）当物体小车匀速下滑时有，当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力和摩擦力f不变，因此其合外力为，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．

（2）相连计数点间的时间间隔为，在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即，则有．

（3）①a-F图像如图所示

②由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力，

③根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，横坐标一格表示0.02N，所以交点的大小为0.06N．