Question

【題目】某實驗小組采用如圖所示的裝置“探究加速度、質量和合力的關系”。提供的實驗器材：電火花打點計時器、紙帶、砂桶、細砂、細線、小車及砝碼、一端帶滑輪的長木板及墊塊。某同學打出了一條紙帶。已知計時器打點的時間間隔為0.02s，他按打點先后順序每5個點取1個計數點，得到了A、B、C、D、E等幾個計數點。

（1）為完成此實驗，下列不需要的器材是______（填下列儀器前的字母代號）。

A．天平

B．秒表

C．毫米刻度尺

（2）實驗時，為了使小車所受的合力大小等于砂和砂桶的總重力，為此，一方面要消除摩擦力的影響；另一方面還應使砂和砂桶的質量______小車和砝碼的總質量（填“遠小于”或“遠大于”）。

（3）已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，打C點時的瞬時速度vc=______m/s，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=______m/s2．（結果保留兩位有效數字）

（4）甲同學在探究加速度與力的關系時，根據測量數據作出的a一F圖線，如圖（a）所示。則實驗存在的問題是______。

（5）乙、丙兩同學用同一裝置探究加速度與力的關系時，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖（b）所示。則是兩同學做實驗時______取值不同造成的。

（6）隨著F的增大，a-F圖線最后會略微向______彎曲（填上或下）。

Answer 1

【答案】B 遠小于 0.54 1.0 平衡摩擦力過度 小車和砝碼的質量 下

【解析】

（1）實驗過程需要測出砂與砂桶、以及小車的質量，要用到天平。還需要用刻度尺測出紙帶上計數點間的距離，有了打點計時器后不需要秒表。故AC錯誤，B正確。

（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該改變木板的傾角，用重力的下滑分量來平衡摩擦力；重物加速下滑，處于失重狀態，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有對重物，有 mg-T=ma，對小車，有T=Ma，解得：，當Mm時，有T≈mg，所以，實驗時應使砂和砂桶的質量遠小于小車和砝碼的總質量。

（3）打C點時的瞬時速度，根據xCE-xAC=a（2T）2，解得a=1.0m/s2

（4）如圖（a）所示，當F=0時a≠0，則知平衡摩擦力過度。

（5）根據 ，知圖線的斜率不同，是由于小車和砝碼的質量不同造成的。

（6）隨著F的增大，即砂和砂桶的質量增大，將破壞砂和砂桶的質量遠小于小車和砝碼的總質量這個條件，a-F圖線最后會略微向下彎曲。