Question

【題目】如圖所示，一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定有甲、乙兩個(gè)光電門(mén)，與之相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的小車在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力。不計(jì)空氣阻力及一切摩擦。

(1)在探究“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，要使測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于小車所受合外力，操作中必須滿足________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先測(cè)出小車質(zhì)量m，再讓小車從靠近光電門(mén)甲處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，讀出小車在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。改變小車質(zhì)量m，測(cè)得多組m、t的值，建立坐標(biāo)系描點(diǎn)作出圖線。下列能直觀得出“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”的圖線是________。

A. B.

C. D.

(2)如圖抬高長(zhǎng)木板的左端，使小車從靠近光電門(mén)乙處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F和小車在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，改變木板傾角，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，得到的F－的圖線如圖所示。

實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩光電門(mén)的距離L＝0.80m，砂和砂桶的總質(zhì)量m1＝0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，則圖線的斜率為________N·s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長(zhǎng)木板間的摩擦不能忽略，測(cè)得的圖線斜率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】小車與滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行 C 0.54 不變

【解析】

(1)[1]小車受重力、支持力，拉力、摩擦力，其中要使測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于小車所受的合外力，即合力方向平行長(zhǎng)木板，則必須保證小車與滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行；

[2]小車從靠近甲光電門(mén)處由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移；改變小車質(zhì)量m，測(cè)得多組m、t的值，所以加速度

，

位移不變，所以a與t2成反比，若t2與m成正比，則合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，

AB．若t2與m成正比，則合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，而兩圖像中的函數(shù)關(guān)系為t與m的關(guān)系，AB錯(cuò)誤；

C．圖中t2與m成正比，則合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，C正確；

D．圖中t2與m不成正比，D錯(cuò)誤；

(2)[3]小車由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移

，；

根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)于沙和沙桶有：

，

變形可得：

；

則圖線的斜率為

；

[4]若小車與長(zhǎng)木板間的摩擦不能忽略，則

，

即

，

k與摩擦力是否存在無(wú)關(guān)，若小車與長(zhǎng)木板間的摩擦不能忽略，圖示測(cè)得圖線斜率將不變。