Question

【題目】圖甲所示為兩位同學探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”的實驗裝置圖.

（1）實驗中，兩位同學安裝好實驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當墊高些后，在不掛砝碼盤的情況下，使小車靠近打點計時器，先接通電源，然后用手輕推小車，小車便拖動紙帶在木板上自由運動.若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏(從打出的點的先后順序看)，則第二次打點前應將長木板的一端墊的比原先更加_____(填“高”或“低”)些;重復以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列________的計時點，便說明平衡摩擦力適當.(不計細繩與滑輪的摩擦)

（2）平衡摩擦力后，在__________的條件下，兩位同學可以認為砝碼盤連同砝碼的總重力近似等于小車所受的合外力.(已知小車的質量為M，砝碼盤連同砝碼的總質量為m)

（3）接下來，這兩位同學先在保持小車的質量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關系;圖乙為某次操作中打出的一條紙帶，他們在紙帶上標出了5個計數點，在相鄰的兩個計數點之間還有4個點未標出，圖中數據的單位是cm.實驗中使用的是頻率f=50Hz的交流電源.根據以上數據，可以算出小車的加速度a=_____m/s2.(結果保留三位有效數字)

（4）然后，兩位同學在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質量M的關系.他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質量M，得到小車的加速度a與質量M的數據，畫出圖線后，發現當較大時，圖線發生彎曲.于是，兩位同學又對實驗方案進行了進一步的修正，避免了圖線的末端發生彎曲的現象，那么，兩位同學的修正方案可能是（_____）

A.改畫a與M+m的關系圖線 B.改畫a與的關系圖線

C.改畫a與的關系圖線 D.改畫a與的關系圖線

（5）探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”實驗完成后，兩位同學又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數.于是兩位同學先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，具體的實驗裝置如圖丙所示;在砝碼盤中放入適當的砝碼后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，并在保證小車的質量M、砝碼小車打點計時器加速度a，并求出平均加速度，則小車與長木板間的動摩擦因數μ=______(用表示).

Answer 1

【答案】低 間隔均勻 Mm 0.343 C

【解析】

（1）[1][2]．打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏，說明小車加速度過大，平衡摩擦力過度，第二次需要將木板的一端墊低一些，直到物體勻速運動，即打出的點間隔相等；

（2）[3]．對整體有

對小車有

聯立可得

只有當時.

（3）[4]．在相鄰的兩個計數點之間還有4個點未標出，故相鄰計數點間的時間為，根據

代入數據可得

（4）[5]．根據得

所以的圖線是一條斜率為k=mg的直線，不會隨著M的變化而產生彎曲，故C正確.

（5）[6]．對小車和砝碼連同砝碼盤整體進行受力分析，受砝碼連同砝碼盤的重力和木板對小車的摩擦力，根據牛頓第二定律得:

解得:

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