Question

某小組做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置如圖1所示，一端裝有定滑輪的長木板放在水平桌面上，長木板上有一小車，小車一端與穿過電火花計時器的紙帶相連，另一端用細線與托盤相連，所用交流電源的頻率為50Hz．

（1）該小組利用圖示裝置探究加速度和拉力的關系時，得到的圖象應該是圖2中的______圖．
（2）要得到較理想的a-F圖象，對實驗操作的改進方法，下列說法正確的是______
A．應墊高長木板不帶滑輪的一端來平衡摩擦力
B．應墊高長木板帶滑輪的一端來平衡摩擦力
C．平衡摩擦力時，應讓砝碼盤拉動小車做勻速運動
D．應增加小車質量M，使小車質量M遠大于砝碼盤和砝碼的總質量m
（3）下面是實驗中得到的一條紙帶，圖中1、2、3、4、5、6、7…是計數點．每相鄰兩計數點間還有4個打點未標出．根據圖中數據計算第4個計數點時小車的速度______m/s，小車的加速度a=______m/s²（計算結果均保留兩位有效數字）．

Answer 1

（1）在利用該裝置來“探究物體的加速度與質量的關系”時，沒有平衡摩擦力，所以有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，
故選：B．
（2）A、應墊高長木板不帶滑輪的一端來平衡摩擦力，故A正確，B錯誤；
C、平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故C錯誤；
D、增加小車質量M，使小車質量M遠大于砝碼盤和砝碼的總質量m，摩擦阻力的影響依然存在，故D錯誤；
故選：A．
（3）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大小．
v₄=

0.0290+0.0340

0.2

=0.32m/s
由紙帶上的數據得出相鄰的計數點間位移之差相等，即△x=0.50cm，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²得
a=

0.005

(0.1)2

=0.50m/s²
故答案為：（1）B
（2）A
（3）0.32，0.50