Question

【題目】某實驗小組想測量一個小車的質量，他們認為，根據牛頓第二定律，只要知道了做勻變速直線運動的小車受到合外力和加速度就可以算出小車的質量．于是他們設計了一個如圖1所示的實驗裝置，圖中的傳感器可以精確顯示細繩的拉力．請回答以下問題．

（1）實驗裝置需要對小車進行平衡摩擦，其目的是使細繩的拉力為小車做勻加速運動的______．

（2）實驗中傳感器與所掛鉤碼的總質量m和小車質量M之間應滿足的關系為______．

A．m＜M B．m＜＜M C．m＞M D．無要求

（3）實驗中傳感器與所掛鉤碼的總質量為0.11kg，傳感器示數為1.0N，實驗中打點計時器所使用的電源頻率為50Hz，圖2中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計數點，每相鄰兩個計數點間還有4個點未標出，由該紙帶的測量數據可求得小車的加速度a=______m/s2，小車質量為______kg．（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】合力 D 1.1 0.91

【解析】

（1）實驗中要保證繩子的拉力等于小車所受的合力，由于小車受到阻力作用，所以實驗前需平衡摩擦力；

（2）本題中繩子的拉力可以由傳感器直接讀出，不需要用鉤碼的重力代替；

（3）根據△x=aT2求解加速度，根據牛頓第二定律求解小車質量．

（1）實驗裝置需要對小車進行平衡摩擦，為了使小車所受的合力等于繩子的拉力；
（2）本題中繩子的拉力可以由傳感器直接讀出，不需要用鉤碼的重力代替，所以實驗中傳感器與所掛鉤碼的總質量m和小車質量M之間沒有要求．故選D
（3）根據△x=aT2得：
根據牛頓第二定律得：