Question

【題目】某實驗小組應用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的質量為M，單個砝碼質量為m，打點計時器所接的交流電的頻率為50 Hz，動滑輪輕質．實驗步驟如下：

A．按圖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，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．改變砝碼的數量，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．砝碼的質量應遠小于小車的質量

B．實驗過程中砝碼處于超重狀態

C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行

D．彈簧測力計的讀數應為砝碼重力的一半

（2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝____m/s2.(結果保留兩位有效數字)，若交流電的實際頻率大于50 Hz，則上述計算結果與實際值相比____（填“偏大”、“偏小”或“相同”）

（3）由本實驗得到的數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖象，與本實驗相符合的是_____

Answer 1

【答案】 c 0.88 偏小 A

【解析】試題分析：（1）根據實驗原理，可知小車的加速度與砝碼盤的加速度不等，但彈簧測力計的讀數為小車所受合外力，砝碼加速度向下，處于失重狀態，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；（2）在勻變速直線運動中連續相等時間內的位移差為常數，根據作差法求解加速度；（3）數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖象，應該是過原點的一條傾斜直線．

（1）由圖可知，實驗裝置里有彈簧測力計，繩子的拉力可以通過彈簧測力計讀出，不需要砝碼的質量應遠小于小車的質量，故A錯誤；實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態，故B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C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D錯誤；

（2）設相鄰兩個計數點之間的位移分別為，相鄰兩個計數點之間的時間間隔，由結合作差法得，如果在某次實驗中，實際所用交流電的頻率高于50Hz，那么實際打點周期變小，根據運動學公式得計算結果與實際值相比是偏小．

（3）由題意可知，小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系應該是成正比，即為過原點的一條傾斜直線，故A符合．