Question

【題目】某同學設計了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關系。將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數再將小車放回原處并按住，繼續向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數釋放小車，記錄小車運動時傳感器的示數。

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離，則小車的加速度______。

（2）同一次實驗中，______選填“”、“”或“”。

（3）改變小桶中砂的重力，多次重復實驗，獲得多組數據，描繪小車加速度a與F的關系如圖丙。不計紙帶與計時器間的摩擦。圖象中F表示的是實驗中測得的______。

A. B. C.

（4）關于該實驗，下列說法中正確的是______。

A.小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量

B.實驗中需要將長木板傾斜以平衡摩擦力

C.實驗中需要測出小車和傳感器的總質量

D.用加細砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數據。

Answer 1

【答案】0.16 > D D

【解析】

（1）根據勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小；

（2）對小桶受力分析，根據牛頓第二定律求解；

（3）由于已經平衡摩擦力，圖象過原點的傾斜直線，則F表示合力；

（4）在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，實驗中不需要將長木板右端墊高，因為已經測量了小車所受摩擦力的大小，用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數據。

（1）從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔，

根據勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大小，

得：，

（2）對小桶受力分析，設小桶重力為mg，木板釋放前力傳感器的示數，所以，

設小車的重力為Mg，小車在加速運動時力傳感器的示數，根據牛頓第二定律得：，所以，

（3）圖象是過原點的一條傾斜的直線，已經平衡摩擦力，所以F應該表示小車受到的合力，即，故D正確；故選D.

（4）在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量，故A錯誤；實驗中不需要將長木板傾斜，因為已經測量了小車所受摩擦力的大小，故B錯誤；實驗中不需要測出小車和傳感器的總質量，只需要保證小車和傳感器的總質量不變，故C錯誤；用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數據，故D正確；故選D。