Question

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量，滑輪由鐵絲固定在車上，質(zhì)量為m0=0.1kg。力傳感器可測出輕繩中的拉力F的大小，不計(jì)滑輪與輕繩之間的摩擦。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是____（填寫選項(xiàng)前字母）

A用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

（2）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車在2號點(diǎn)時(shí)的速度為___m/s，小車的加速度為____m/s2；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖所示的a—F圖線，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題是____；

（4）乙同學(xué)改正實(shí)驗(yàn)方案后，得到了如圖的a—F圖線。則小車的質(zhì)量M為____。

Answer 1

【答案】BC 0.380m/s2 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠 0.90kg

【解析】

(1)[1]AD.本題繩中拉力可以由力傳感器測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也不需要使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故AD錯(cuò)誤；

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)需將長木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，記錄傳感器的示數(shù)，故C正確。

(2)[2]兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔

T=5×0.02s=0.1s

根據(jù)紙帶可求出小車在2號點(diǎn)時(shí)的速度

[3]根據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法有：

=0.380m/s2

(3)[4]由圖像可知，當(dāng)F不等于0，a仍等于0時(shí)，則其沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠。

(4)[5]由牛頓第二定律得：

則

a=

由圖像可知斜率

k=

則小車的質(zhì)量為