Question

【題目】某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究質量一定時加速度與力的關系。過程如下：

①將一端帶有滑輪的長木板置于水平桌面，帶滑輪的小車放在長木板上；

②將細繩一端與固定的拉力傳感器相連，跨過小車和長木板上的定滑輪，另一端連接砂桶

③釋放砂桶，小車在細繩牽引下運動，與小車連接的紙帶通過打點計時器可記錄小車運動情況，拉力傳感器可測出細繩拉力F；

④多次改變砂和砂桶的質量，讀出拉力F并求出小車加速度a；

⑤以拉力F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出的a﹣F圖像是一條傾斜直線，如圖乙所示。進一步論證可得出小車質量一定時加速度與力的關系。

請回答下列問題：

（1）關于該實驗，下列說法正確的是_____

A．必須平衡小車所受的摩擦力

B．砂桶和砂的總質量要遠小于小車的質量

C．先接通打點計時器的電源，后釋放小車

D．必須用天平測得砂和砂桶的質量

（2）如圖丙所示為實驗中得到紙帶的一段，兩計數點間還有四個點沒有畫出，已知打點計時器打點時間間隔0.02s，則小車的加速度為_____m/s2。

（3）若測得乙圖中圖線的斜率為k，則小車的質量M為_____。

Answer 1

【答案】AC 0.49

【解析】

（1）考察實驗操作過程及原理。

A．牛頓第二定律中的作用力是合力，由于客觀原因摩擦阻力是存在的，所以實驗前先要平衡摩擦力，故A正確;

B．由于是用拉力傳感器測拉力的，所以沒必要砂桶的質量遠小于小車的質量，故B錯誤;

C．凡涉打點計時器的實驗均要求先通電后釋放小車，故C正確;

D．拉力傳感器已經測出，不必測砂桶質量，故D錯誤。

故選AC。

（2）由逐差公式求加速度為

(3)由于是用動滑輪與小車相連的，所以由牛頓第二定律有

所以圖像斜率為

所以小車質量為