Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

（1）下下面列出了一些實(shí)驗(yàn)器材：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、帶滑輪的長(zhǎng)木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外，還需要的兩種實(shí)驗(yàn)器材是________。

A．秒表 B．天平（附砝碼）

C．直流電源 D．交流電源

（2）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡小車和紙帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力，正確的做法是________。

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

B．小車放在木板上，掛上砂桶，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

C．小車放在木板上，小車后面拴一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

（3）實(shí)驗(yàn)中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是________。

（4）實(shí)驗(yàn)中需要計(jì)算小車的加速度。如圖所示， A、B、C為三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，A、B間的距離為x1，B、C間的距離為x2，則小車的加速度a=________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則a=________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（5）某小組在探究“外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)。在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧：甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量M的圖像，如圖（甲），然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗(yàn)證a與其質(zhì)量倒數(shù)1/M是否成正比，并作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)1/M的圖像，如圖（乙）所示。你認(rèn)為____同學(xué)（選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

（6）另一小組在研究“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，通過(guò)改變砂的質(zhì)量來(lái)改變小車受到的拉力F，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出a－F圖像，如圖所示。發(fā)現(xiàn)圖像不過(guò)原點(diǎn)，末端發(fā)生了彎曲，出現(xiàn)這種情況可能的原因是____。

A．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過(guò)大，且小車質(zhì)量較大

B．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過(guò)大，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

C．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過(guò)小，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

D．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過(guò)小，且小車質(zhì)量較大

Answer 1

【答案】 （1）BD （2）C （3）m<<M （4） 0.56 （5）乙 （6）B

【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)還需要的兩種實(shí)驗(yàn)器材是:天平（附砝碼），用來(lái)測(cè)質(zhì)量；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要用交流電源，故選BD.

（2）平衡摩擦力的方法是：小車放在木板上，小車后面拴一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選C.

（3）小車受到的拉力F＝Ma＝，當(dāng)m＜＜M時(shí)，即砂桶總重力遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砂桶的總重力；

（4）根據(jù)x=aT2，則 ；已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則

（5）由牛頓第二定律得： ，由此可知：a與成正比，為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)作出a- 圖象，因此同學(xué)乙的方案更合理；
（6）由圖示圖象可知，圖象沒(méi)有過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)拉力為零時(shí)就已經(jīng)有了加速度，這是由于平衡摩擦力過(guò)頭，即木板傾角過(guò)大造成的；由圖示圖象可知，當(dāng)F較大時(shí)圖象發(fā)生彎曲，這是由于砂與砂桶質(zhì)量過(guò)大造成的，故B正確，故選B．