Question

【題目】某實驗小組欲以圖甲所示實驗裝置“探究小車加速度與受力和質(zhì)量的關(guān)系”.圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與打點計時器相連，小車的質(zhì)量為，小盤(及砝碼)的質(zhì)量為.

下列說法正確的是__________

A.實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源

B.每次改變小車質(zhì)量時，應重新平衡摩擦力

C.本實驗中應滿足m2遠小于ml的條件

D.在用圖象探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應作a-ml圖象

（2）實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距xl、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的計算式a=________________________。

（3）某同學平衡好摩擦阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示。若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，則小車的質(zhì)量為__________kg，小盤的質(zhì)量為__________kg。(保留2位有效數(shù)字)

（4）實際上，在砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為___________m/s2。 (g=10m/s2)

Answer 1

【答案】 C 2.0 0.060 10

【解析】(1)A、實驗時應先接通電源后釋放小車，故A錯誤；

B. 平衡摩擦力，假設木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力。故B錯誤；

C. 讓小車的質(zhì)量m1遠遠大于小盤和重物的質(zhì)量m2，因為實際上繩子的拉力F=Ma=，故應該是m2<<m1，即實驗中應滿足小盤和重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故C正確；

D.F=ma，所以a=F/m,所以在用圖象探究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時,通常作a圖象，故D錯誤；

故選：C.

(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4x1=3a1T2

x5x2=3a2T2

x6x3=3a3T2

為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：

a=(a1+a2+a3)=

(3)對aF圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，故小車質(zhì)量為：m1==2.0kg，

F=0時,產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有：mg=m1a0，

解得：m=（2×0.3）/10=0.060kg

（4）小車的加速度，m1一定時，m2越大，a越大，當m1<<m2 時，a最大，等于自由落體的加速度，故極限值為10m/s2.