Question

【題目】如圖甲所示是研究小車加速度與力關系的實驗裝置,木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的細繩通過滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,改變桶中砂的質量多次實驗。完成下列問題:

(1)實驗中需要______

A.測量砂和砂桶的總質量 B.保持細繩與木板平行

C.保持小車的質量不變 D.滿足砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量

(2)實驗中得到一條紙帶,相鄰計數點間有四個點未標出,各計數點到A點的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小為______m/s2

(3)實驗中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過坐標原點的原因是_____

Answer 1

【答案】BC 1.48 平衡摩擦力過度

【解析】

根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟。根據勻變速直線運動的推論公式Δx=aT2可以求出小車運動的加速度的大�。粚嶒灂r應平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖像在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖像的a軸上有截距。

（1）繩子的拉力可以通過拉力傳感器測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，A項錯誤；為了使細繩對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上，調整木板的傾斜度，讓小車拖著紙帶做勻速直線運動，同時要調整木板上滑輪的高度使細繩與木板平行，B項正確；本實驗采用的是控制變量法，要研究小車加速度與力的關系，必須保持小車的質量不變，C項正確；實驗中拉力通過拉力傳感器測出，不需要滿足砂和砂桶的質量遠小于小車的質量，D項錯誤；故選BC。

（2）已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上相鄰計數點間的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s,根據Δx=aT2可得:xCE-xAC=a(2T)2，小車運動的加速度為a==×10-2 m/s2=1.48 m/s2。

（3）由圖像可知，a-F圖像在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的。即在實際操作中，平衡摩擦力時斜面傾角過大，即平衡摩擦力過度。