Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置做“探究加速度與合外力、質量關系”實驗。實驗中打點計時器所用的交流電頻率為f＝50Hz。

（1）該同學根據裝置圖安裝好裝置，做了必要的調節后進行實驗，打出一條紙帶，在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G共7個計數點，相鄰的兩個計數點間有4個點未標出。

如圖所示，測出相鄰兩個計數點間的距離x1、x2、x3、x4、x5、x6，則打F點時小車速度的表達式vF＝______________（用測得及已知物理量的符號表示）。若求得打B、C、D、E、F點時小車的速度為下列表格中所示數據，以打A點為計時起點，請在下列坐標紙上選取合適的標度，作出v－t圖象_____。根據圖象求得打下G點時小車的速度vC＝_________m／s，小車的加速度a＝___________m／s2。（結果均保留兩位有效數字）

（2）保持小車質量不變，改變砝碼盤中砝碼的質量，測得多組合外力F及對應的小車的加速度a，作出a－F圖象如下圖，發現圖象不過坐標原點，經分析，主要是某一步操作沒到位引起的，則需要重新進行的操作是_________。

A．增大小車的質量

B．減小小車的質量

C．適當增大長木板的傾角

D．適當減小砝碼盤內砝碼質量

（3）重新操作到位后，保持懸掛的砝碼盤和盤中砝碼的質量恒定，測得小車的質量為M，通過改變小車中砝碼的質量m，進行多次實驗，測得多組小車加速度a和小車中砝碼質量m的數值，通過描點可得到－m關系圖象如圖，圖中縱軸的截距為b，則小車受到的拉力F＝_____________。

Answer 1

【答案】 如圖所示：

0.34（0.33～0.35均給分） 0.41（0.39～0.42均給分） C

【解析】

（1）根據勻變速運動的規律以及v-t圖象進行求解；

（2）應該為過原點的直線，不過原點則首先分析摩擦力的問題；

（3）根據圖像得到和的關系式進行判斷即可；

（1）打F點時小車的速度為；

根據表格數據作出的v-t圖象圖：

從圖象上得到打G點時的小車的速度為0.34m/s

小車的加速度為：；

（2）圖象不過原點是由于操作時未將摩擦力完全平衡，因此需要適當增大長木板的傾角以平衡摩擦力，故選項C正確，選項 ABD錯誤；

（3）根據題意，由牛頓第二定律得：，則，結合圖象可得：，得。