Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數(shù)再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數(shù)釋放小車，記錄小車運動時傳感器的示數(shù)。

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，則小車的加速度______。

（2）同一次實驗中，______選填“”、“”或“”。

（3）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實驗，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關(guān)系如圖丙。不計紙帶與計時器間的摩擦。圖象中F表示的是實驗中測得的______。

A. B. C.

（4）關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是______。

A.小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠大于小桶和砂的總質(zhì)量

B.實驗中需要將長木板傾斜以平衡摩擦力

C.實驗中需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量

D.用加細砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)。

Answer 1

【答案】0.16 > D D

【解析】

（1）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大��；

（2）對小桶受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解；

（3）由于已經(jīng)平衡摩擦力，圖象過原點的傾斜直線，則F表示合力；

（4）在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，實驗中不需要將長木板右端墊高，因為已經(jīng)測量了小車所受摩擦力的大小，用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)。

（1）從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔，

根據(jù)勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小，

得：，

（2）對小桶受力分析，設(shè)小桶重力為mg，木板釋放前力傳感器的示數(shù)，所以，

設(shè)小車的重力為Mg，小車在加速運動時力傳感器的示數(shù)，根據(jù)牛頓第二定律得：，所以，

（3）圖象是過原點的一條傾斜的直線，已經(jīng)平衡摩擦力，所以F應(yīng)該表示小車受到的合力，即，故D正確；故選D.

（4）在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠大于小桶和砂的總質(zhì)量，故A錯誤；實驗中不需要將長木板傾斜，因為已經(jīng)測量了小車所受摩擦力的大小，故B錯誤；實驗中不需要測出小車和傳感器的總質(zhì)量，只需要保證小車和傳感器的總質(zhì)量不變，故C錯誤；用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故D正確；故選D。