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。途中，置于試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，一段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：
（1）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快，使小車9（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。
①將n（依次取n=1,2,3,4,5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n各鉤碼仍留在小車內；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圖像，經數據處理后可得到相應的加速度a。
②對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示：由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數字），將結果填入下表。

n	1	2	3	4	5
	0．20		0．58	0．78	1．00

（2）利用表中的數據在圖（c）中補齊數據點，并作出a-n圖像。從圖像可以看出：當物體質量一定是=時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。
（3）利用a–n圖像求得小車（空載）的質量為kg（保留2位有效數字，重力加速度取g=9．8m·s–2）。
（4）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_______（填入正確選項錢的標號）
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】
（1）0.39
（2）

如圖所示

（3）0.45
（4）B,C
【解析】（1）因為小車做初速度為零的勻加速直線運動，故將（2，0．78）代入 可得 （2）根據描點法可得如圖所示圖線
3）根據牛頓第二定律可得 ，代入m=0．010kg，n=1、2、3、4、5，以及相應的加速度求可得 （4）因為如果不平衡摩擦力，則滿足 的形式，所以故直線不過原點，但仍是直線，A錯誤B正確；隨著n的增大，小車的總質量在增大，故直線的斜率變大，故C正確；