Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，兩位同學設計了不同的實驗方案：

(1)小李同學采用圖（甲）的實驗裝置進行實驗；

①為了使小車所受的拉力可認為與槽碼所受的重力相等，應滿足的條件是______；

②平衡摩擦力的正確操作是__________（填“A”或“B”）；

A.把木板不帶定滑輪的一側抬高，調節木板的傾斜角度，直至小車在不受牽引力時能拖動紙帶開始滑動

B.把木板不帶定滑輪的一側抬高，調節木板的傾斜角度，輕推小車，使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板勻速運動

③圖（a）是小李同學某次實驗得到的紙帶，兩計數點間有四個點未畫出，部分實驗數據如圖所示，所用交變電流的頻率為50Hz。則小車的加速度為_______m/s2（結果保留2位有效數字）；

(2)小張同學采用圖（乙）的實驗裝置進行實驗（丙為俯視圖）；

將兩個相同的小車放在水平木板上，前端各系一條細繩，細繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中放上不同的重物。兩個小車后各系一條細線，用夾子把兩條細線同時夾住，使小車靜止。打開夾子，兩個小車同時開始運動，合上夾子，兩個小車同時停下來。只需要測量兩小車的位移x及兩小盤和盤中重物的總質量m，即可探究加速度與合外力的關系。

①小張同學的實驗方案中，是否需要平衡摩擦力________________________?

②一次實驗中，用刻度尺測量兩個小車的位移x1和x2，已知小盤和盤中重物的總質量分別為m1和m2，為了驗證加速度與合外力成正比，只需驗證表達式_______________成立（用x1、x2、m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】槽碼的質量遠小于小車的質量 B 0.52或0.53 需要

【解析】

(1)[1]由牛頓第二定律可求得繩子拉力

當時，拉力

槽碼的質量遠小于小車的質量

(2)[2]平衡摩擦力時，把木板不帶定滑輪的一側抬高，調節木板的傾斜角度，輕推小車，使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板勻速運動，故A錯誤，B正確

故選B

(3)[3]兩計數點間有四個點未畫出，則相鄰兩計數點間的時間間隔為

由逐差法可得加速度大小為

(4)[4]由實驗原理可知，本實驗通過改變盤中重物的質量，從而改變小車的合外力，即用小盤和盤中重物的重力代替合力，則需要平衡摩擦力；

(5)[5]由于兩小車運動時間相同，則有得

由整體可得加速度為

聯立可知