Question

【題目】為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中m1為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m2為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。

A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶

E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m2遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m1

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為q，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為（____）

A．2tanq

B．

C．k

D．

Answer 1

【答案】 BD 1.3 D

【解析】(1)A、E項(xiàng)：本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故A、E錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：該題是彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力，從而表示小車受到的合外力，故需要將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B正確；

C項(xiàng)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故D正確。

(2) 由于兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有2個(gè)點(diǎn)沒有畫出，故兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=2×0.02s=0.04s，

根據(jù)逐差法 (3)根據(jù)， ，圖像的斜率k，即，所以小車的質(zhì)量，故D正確。

點(diǎn)晴：(1)解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；

(2) 小車質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，對(duì)a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量倒數(shù)的兩倍。