Question

【題目】某實驗小組應用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的質量為m2，所掛砝碼質量為m1，打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz，動滑輪輕質。實驗步驟如下：

A.按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；

B.調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；

C.掛上鉤碼，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；

D.改變鉤碼的數(shù)量，重復步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度。

根據(jù)以上實驗過程，回答以下問題：

（1）對于上述實驗，下列說法正確的是_________。

A.鉤碼的質量應遠小于小車的質量 B.實驗過程中鉤碼處于超重狀態(tài)

C.與小車相連的輕繩與長木板一定要平行 D.彈簧測力計的讀數(shù)應為鉤碼重力的一半

（2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=______（結果保留兩位有效數(shù)字）

（3）由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關系圖象，與本實驗相符合的是_____________。

A. B. C.D.

（4）實驗時，某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的 圖象如圖2，設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數(shù) =____.

Answer 1

【答案】C 0.88 A

【解析】

(1)[1]A．因彈簧測力計可以測出繩子的拉力，從而得到下車的真實合力，故不需要用鉤碼的重力近似替代，即不需要鉤碼的質量遠小于小車的質量的條件，故A錯誤；

B．鉤碼處于加速下降的狀態(tài)，則處于失重的狀態(tài)，故B錯誤；

C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行，才能保證繩子的拉力等于小車受到的合力，故C正確；

D．實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故彈簧測力計的讀數(shù)小于砝碼和砝碼盤總重力的一半，故D錯誤；

(2)[2]在勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內的位移差為常數(shù)，即△x=aT2，

解得：

(3)[3]實驗前已經(jīng)平衡摩擦力，由牛頓第二定律得：

小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F成正比，a-F圖象為過原點的直線，由圖示圖線可知，故A正確，B、C、D錯誤；

(4)[4]對小車由牛頓第二定律：

解得：

圖中傾斜直線的斜率

縱截距為：

聯(lián)立解得：