Question

【題目】某實驗小組應用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的質量為M，砝碼及砝碼盤的總質量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50 Hz。實驗步驟如下：

a).按圖甲所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；

b).調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；

c).掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；

d).改變砝碼盤中砝碼的質量，重復步驟c)，求得小車在不同合力作用下的加速度。

根據以上實驗過程，回答以下問題：

（1）對于上述實驗，下列說法正確的是____。

A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等

B．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行

C．彈簧測力計的讀數應為砝碼和砝碼盤總重力的一半

D．砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量

（2）實驗中按規范操作打出的一條紙帶的一部分如下圖。已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實驗中小車的加速度為____ m/s2（結果保留2位有效數字）。

（3）保持小車質量一定，改變盤中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數據．請根據測量數據作出a—F圖象______。圖象的斜率表達的物理意義是_______。

Answer 1

【答案】 B 2.5

【解析】（1）由圖可知，小車的加速度是砝碼盤的加速度大小的2倍，故A錯誤；小車相連的輕繩與長木板一定要平行，保證拉力沿著木板方向，故B正確；實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態，故彈簧測力計的讀數小于砝碼和砝碼盤總重力的一半，故C錯誤；因從彈簧秤中能讀出小車的拉力的值，故不需要砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量的條件，故D錯誤；故選B.
（2）紙帶數據一共8段，由逐差法可得：x8x4＝4aT2，x7x3＝4aT2，x6x2＝4aT2，x5x1＝4aT2，則加速度為： ．

（3）由牛頓第二定律可知 ，則a—F圖象的斜率表示；