Question

【題目】為了探究物體質量一定時加速度與力的關系，甲、乙同學設計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質量，m為砂和砂桶的質量,m0為滑輪的質量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。

（1）實驗過程中，電火花計時器應接在________(填“直流”或“交流”)電源上

（2）實驗時，一定要進行的操作是________。

A．用天平測出砂和砂桶的質量

B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數

D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M。

（3）甲同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（兩計數點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據紙帶可求出打“3”計數點時小車的速度大小為v=_______m/s,小車的加速度為________m/s2（結果保留三位有效數字）。

（4）甲同學以力傳感器的示數F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質量為____________。

A． B． C． D．

（5）乙同學根據測量數據做出如圖所示的a－F圖線，該同學做實驗時存在的問題是_____。

Answer 1

【答案】交流電BC0.6112.00C沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

【解析】

（1）電火花打點計時器使用的是220V的交流電；

（2）本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶（包括砂）的質量遠小于車的總質量，AD錯誤；實驗時需將長木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；實驗時，小車應靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，需記錄傳感器的示數，C正確．

（3）相鄰計數點間的時間間隔為，根據勻變速直線運動中間時刻速度推論可得，根據，運用逐差法得，，，則，代入數據可得．

（4）由牛頓第二定律得，則，a-F圖象的斜率：，小車質量為，C正確；

（5）當F不等于零，加速度a仍然為零，可知實驗中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．