Question

【題目】甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置，驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規律。已知他們使用的小車完全相同，小車的質量為M，重物的質量為m,試回答下列問題：

(1)甲、乙、丙實驗中，必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組是_______；

(2)實驗時，必須滿足“M遠大于m”的實驗小組是 __________；

(3)實驗時，甲、乙、丙三組同學的操作均完全正確，他們作出的a-F圖線如圖丁中A、B、C所示，則甲、乙、丙三組實驗對應的圖線依次是________ 。

(4)實驗時，乙組同學得到的一條紙帶如圖戊所示，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，根據所標的測量數據可算得：小車的加速度為m/s2，打下2點時小車的速度為 _______m/s。

Answer 1

【答案】 甲、乙、丙 甲 CAB 0.16 0.36

【解析】(1)本實驗探究當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力的關系，所以三個實驗小組都需要平衡摩擦力，即甲、乙、丙都需要平衡摩擦力。

(2)乙和丙繩子的拉力可以由彈簧測力計和力傳感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙、丙兩組不需要滿足M>>m，而甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M>>m。

(3)甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足Mm，隨著m的增大，不滿足M>>m時，圖象出現彎曲，所以甲組對應的是C，

根據裝置可知，乙圖中小車受到的拉力大于彈簧測力計的示數，丙圖中受到的拉力等于力傳感器的示數，當F相等時，乙組的加速度大，所以乙組對應A，丙組對應B。

(4)每5個點取一個計數點，計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，

由勻變速直線運動的推論：△x=at2可知，加速度：

a=（x3x1）/2t2=(3.843.52)×103m/2×(0.1s)2=0.16m/s2

打點2時小車的速度：v=（x1+x2）/2t=(3.52+3.68)×102m/2×0.1s=0.36m/s，