Question

（13分）如圖所示為”探究加速度與物體受力與質量的關系”實驗裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點計時器相連，計時器接50Hz交流電．小車的質量為，小盤（及砝碼）的質量為．

（1）下列說法正確的是_______。

A．為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛小盤（及砝碼）的情況下使小車恰好做勻速運動

B．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力

C．本實驗應遠大于

D．在用圖像探究加速度與質量關系時，應作圖像

（2）實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數點間的時間間隔為，且間距、、、、、已量出，則計算小車加速度的表達式為=_________________；
（3）某同學在平衡摩擦力后，保持小車質量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度與砝碼重力的圖象如圖所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度，則小車的質量為__________kg.小盤的質量為__________kg.(結果保留兩位有效數字)
（4）如果砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增加，會趨近于某一極限值，此極限值為_________________。

Answer 1

(1) AD（3分） （2）（3分） 
（3）2.0或2.1（2分）；0.0600.063  (2分)   （4）重力加速度（3分）

試題分析:（1）在平衡摩擦力時，不能掛托盤和砝碼，故A正確。平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：，可以約掉，只需要平衡一次摩擦力，每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤。只有滿足應遠小于的條件，才能認為托盤和砝碼的重力等于小車的拉力，故C錯誤。“探究加速度與質量的關系”時拉力不變，即不變，應作圖象，故D正確。故選AD。
（2）根據勻變速直線運動的推論公式，六組數據應該用逐差法求平均加速度，因此在本題中有：
（3）對圖象來說，圖象的斜率表示小車質量的倒數，圖象的斜率為：，故小車質量為：，時，產生的加速度是由于托盤作用產生的，故有：，解得：（對圖中的數據讀取不一樣，可有一定范圍）．
（4）當鉤碼的質量遠小于小車的總質量時，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質量，則外力增大，曲線不斷延伸，那么加速度趨向為。