Question

【題目】為了探究質量一定時加速度與力的關系.一同學設計了如圖所示的實驗裝置.其中M為帶滑輪的小車的質量，m為砂和砂桶的質量.（滑輪質量不計）

（1）實驗時，一定要進行的操作或保證的條件是__________.

A.用天平測出砂和砂桶的質量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

D.改變砂和砂桶的質量，打出幾條紙帶

E.為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M

（2）該同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出）.已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為__________m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）.

（3）以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為，求得圖線的斜率為k，則小車的質量為__________.

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】BCD; 1.3; D;

【解析】

（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（2）依據(jù)逐差法可得小車加速度。
（3）小車質量不變時，加速度與拉力成正比，對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質量的倒數(shù)；

（1）A、本題拉力可以由彈簧測力計測出，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AE錯誤；
B、應將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B錯誤；
C、小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)，故C正確；
D、改變砂和砂桶質量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關系，故D正確。

（2）由于兩計數(shù)點間還有二個點沒有畫出，故單擺周期為，由可得：。
（3）由牛頓第二定律得：，則，圖象的斜率：

小車質量為：，故選項D正確。