Question

【題目】圖甲為“探究加速度與物體所受合外力、物體質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置示意圖，砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。

(1)如圖乙所示為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上O、A、B、C、D、E為六個相鄰的計數(shù)點（兩相鄰計數(shù)點間還有4個點跡沒有畫出），通過測量和計算可知，x1、x2、x3、x4、x5分別為4.50cm、5.28cm、6.07cm、6.85cm、7.63cm。則打點計時器打下相鄰計數(shù)點的時間間隔為_______s，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可知小車拖動紙帶運動的加速度的測量值為_______m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

(2)實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，在探究外力不變的情況下加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時，用到了小車的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系的圖象。以下關(guān)于該實驗的說法中正確的是_______。（選填選項前的字母）

A．需要用天平測量小車和砝碼的總質(zhì)量M

B．實驗需要保證的條件是小車和砝碼的總質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量

C．實驗前需要將固定打點計時器一側(cè)的木板墊高一些，其目的是為了增大小車下滑的加速度

D．實驗時如果沒有將固定打點計時器一側(cè)的木板墊高一些，將會導(dǎo)致a-圖象不是一條直線

(3)某組同學(xué)用上述實驗器材在探究質(zhì)量不變的情況下，加速度與外力之間的關(guān)系時，將所獲得的6組數(shù)據(jù)對應(yīng)地繪制在圖所示的a-F圖中，請你根據(jù)圖中點跡，繪制一條可以反映加速度和拉力關(guān)系的圖線____________________________。

(4)根據(jù)第(3)問中你所繪制的圖線，可反映出該組同學(xué)在實驗操作中的不妥之處是___________。

Answer 1

【答案】0.1 0.783 AB 右端墊的過高，平衡摩擦過度

【解析】

(1)[1]打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，可知打點周期為

又由于兩相鄰計數(shù)點間還有4個點跡沒有畫出可知相鄰計數(shù)點的時間間隔為

[2]根據(jù)勻變速直線運動的推論

可得小車的加速度為

代入數(shù)據(jù)解得

(2)[3]A．因為要作出小車的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系的圖象，所以要用天平測量小車和砝碼總質(zhì)量M，故A正確；

B．實驗中當(dāng)小車和砝碼的總質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量時，繩子的拉力才近似等于沙和沙桶的總重力，故B正確；

C．實驗前需要將固定打點計時器一側(cè)的木板墊高一些，其目的是為了平衡摩擦力，故C錯誤；

D．實驗時如果沒有將固定打點計時器一側(cè)的木板墊高一些，則摩擦力未平衡，根據(jù)牛頓第二定律可得

解得

由此式可知圖象仍是一條直線，故D錯誤。

故選AB。

(3)[4]根據(jù)點跡做出圖像如圖所示

(4)[5]根據(jù)圖像可知當(dāng)F=0時小車已有加速度，說明小車右端墊得過高，使平衡摩擦過度。