Question

【題目】為了探究加速度與力、質量的關系

（1）小亮利用如圖甲所示的實驗方案，探究小車質量一定時加速度與合外力之間的關系，圖中上下兩層水平軌道，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，將砝碼和砝碼盤的總重作為小車所受合外力大小，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，并同時停止．

①實驗前，下列操作必要的是____．

A．選用質量不同的兩輛小車

B．選取砝碼和砝碼盤的總質量相同

C．使砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量

D．將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，以平衡摩擦力

②他測量了兩小車的位移分別為，則____．

（2）小明用如圖乙所示的裝置進行實驗

①打出的一條紙帶如圖丙所示，計時器打點的時間間隔為0.02s．他從比較清晰的A點起，每五個打點間隔取一個計數點，測量出各點到A點的距離標在紙帶上各點的下方，則小車運動的加速度為____m/s2（計算結果取兩位有效數字）．

②實驗前由于疏忽，小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象，可能是丁圖中的圖線____(選填“1”、“ 2”、“3”) ．

③調整正確后，他作出的a-F圖象末端明顯偏離直線，如果已知小車質量為M，某次所掛鉤碼質量為，重力加速度為g，則戊圖中坐標應為____，應為____．

Answer 1

【答案】 （1）①CD ② （2）①0.34~0.36 ②3 ③

【解析】（1）①實驗中對小車質量是否相同沒有要求，故A錯誤；此實驗要保證小車的質量一定改變力F的大小，故選取砝碼和砝碼盤的總質量不應該相同，選項B錯誤；本實驗需要用砝碼盤和砝碼的重力代替小車所受的合外力，所以需要平衡摩擦力，即將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，且應該滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量，選項CD正確．故選CD.
②在初速度為零的勻變速直線運動中有x=at2，因運動時間相等，則位移與加速度成正比．
小車1、2的加速度之比為；
（2）①每五個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2得：

②遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現當有拉力時，物體不動的情況，即F≠0時，a=0．故圖線為：3.
③沒有偏離直線時，可以用砝碼盤和砝碼的總重力代替小車受到的合力，根據牛頓第二定律得： ；
偏離直線后，把砝碼以及小車看成一個整體，根據牛頓第二定律求出．