Question

【題目】在探究物體質量一定時加速度與力的關系實驗中，小明同學做了如圖甲所示的實驗改進，在調節桌面水平后，添加了用力傳感器來測細線中的拉力．

（1）關于該實驗的操作，下列說法正確的是________．

A.必須用天平測出砂和砂桶的質量

B.一定要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量

C.應當先釋放小車，再接通電源

D.需要改變砂和砂桶的總質量，打出多條紙帶

（2）實驗得到如圖乙所示的紙帶，已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，由圖中的數據可知，小車運動的加速度大小是________m/s2.(計算結果保留三位有效數字)

（3）由實驗得到小車的加速度a與力傳感器示數F的關系如圖丙所示．則小車與軌道的滑動摩擦力Ff=________N.

（4）小明同學不斷增加砂子質量重復實驗，發現小車的加速度最后會趨近于某一數值，從理論上分析可知，該數值應為________m/s2.

Answer 1

【答案】 D 2.40 1.0 5 m/s2或4.9 m/s2

【解析】(1)AB.本題拉力可以由力傳感器來測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶(包括砂)的質量遠小于車的總質量，故A錯誤，B錯誤；

C. 打點計時器運用時，都是先接通電源，待打點穩定后再釋放紙帶，故C錯誤；

D．該實驗探究加速度與力和質量的關系，需要改變沙和沙桶的總質量，打出多條紙帶，故D正確

故選：D

(2) 相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，T=0.1s，根據， ；

（3）根據牛頓第二定律：2F-Ff=ma，a=0時，Ff=2F=1.0N；

（4）設繩子拉力為T，根據牛頓第二定律：

mg-T=2ma

2T=Ma

聯立解得： ，當m無窮大時，a=5m/s2。