Question

【題目】某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系．圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼．本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質量均為0.010kg．實驗步驟如下：

⑴將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑．
⑵將n（依次取n=1，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N﹣n個鉤碼仍留在小車內；用手按住小車并使輕繩與木板平行．釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s﹣t圖象，經數據處理后可得到相應的加速度a．
⑶對應于不同的n的a值見表．n=2時的s﹣t圖象如圖（b）所示：由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數字），將結果填入表．

n	1	2	3	4	5
a（m/s2）	0.20		0.58	0.78	1.00

⑷利用表中的數據在圖（c）中補齊數據點，并作出a﹣n圖象 ． 從圖象可以看出：當物體質量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比．
⑸利用a﹣n圖象求得小車（空載）的質量為kg（保留2位有效數字，g=9.8m/s2）．
⑹若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是（填入正確選項前的標號）
A．a﹣n圖線不再是直線
B．a﹣n圖線仍是直線，但該直線不過原點
C．a﹣n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大．

Answer 1

【答案】0.40；；0.45；BC
【解析】（3）物體做勻加速直線運動，對應的x﹣t圖象為曲線，由圖象可知，當t=2.0s時，位移為：x=0.80m；

則由x= at2代入數據得：a=0.40m/s2；（5）由圖c可知，當n=4時，加速度為0.78m/s2，由牛頓第二定律可知：

4×0.01×9.8=（m+5×0.01）×0.78

解得：m=0.45kg；（6）若木板水平，則物體將受到木板的摩擦力；則有：

nm0g﹣μ[m+（5﹣n）m0g]=（m+5m0）a；

a= ﹣ = n﹣

故說明圖象仍為直線，但不再過原點；并且斜率增大；故A錯誤，BC正確；

（3）根據x﹣t圖象的性質可明確各時刻對應的位移，根據位移公式可求得加速度；（4）將點（2，0.40）作出，并用直線將各點連接即可得出圖象；（5）找出圖象上的點，根據圖象的性質以及牛頓第二定律列式，即可求出小車的質量；（6）對實驗原理進行分析，明確摩擦力帶來的影響；根據牛頓第二定律可明確圖象的變化情況．

故答案為：（3）0.40； （4）如上圖所示；（5）0.45；（6）BC．