Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲以圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車(chē)加速度與受力和質(zhì)量的關(guān)系”.圖中A為小車(chē)，B為裝有砝碼的小盤(pán)，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，小車(chē)的質(zhì)量為，小盤(pán)(及砝碼)的質(zhì)量為.

下列說(shuō)法正確的是__________

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

B.每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

C.本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿(mǎn)足m2遠(yuǎn)小于ml的條件

D.在用圖象探究小車(chē)加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-ml圖象

（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距xl、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車(chē)加速度的計(jì)算式a=________________________。

（3）某同學(xué)平衡好摩擦阻力后，在保持小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)多次改變砝碼重力，作出小車(chē)加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示。若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，則小車(chē)的質(zhì)量為__________kg，小盤(pán)的質(zhì)量為__________kg。(保留2位有效數(shù)字)

（4）實(shí)際上，在砝碼的重力越來(lái)越大時(shí)，小車(chē)的加速度不能無(wú)限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為___________m/s2。 (g=10m/s2)

Answer 1

【答案】 C 2.0 0.060 10

【解析】(1)A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)，故A錯(cuò)誤；

B. 平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力。故B錯(cuò)誤；

C. 讓小車(chē)的質(zhì)量m1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤(pán)和重物的質(zhì)量m2，因?yàn)閷?shí)際上繩子的拉力F=Ma=，故應(yīng)該是m2<<m1，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿(mǎn)足小盤(pán)和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故C正確；

D.F=ma，所以a=F/m,所以在用圖象探究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),通常作a圖象，故D錯(cuò)誤；

故選：C.

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4x1=3a1T2

x5x2=3a2T2

x6x3=3a3T2

為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：

a=(a1+a2+a3)=

(3)對(duì)aF圖來(lái)說(shuō)，圖象的斜率表示小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，故小車(chē)質(zhì)量為：m1==2.0kg，

F=0時(shí),產(chǎn)生的加速度是由于托盤(pán)作用產(chǎn)生的，故有：mg=m1a0，

解得：m=（2×0.3）/10=0.060kg

（4）小車(chē)的加速度，m1一定時(shí)，m2越大，a越大，當(dāng)m1<<m2 時(shí)，a最大，等于自由落體的加速度，故極限值為10m/s2.