Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，砝碼盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)后連有紙帶，軌道末端安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

（1）在平衡摩擦力以后，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足m遠(yuǎn)小于M時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于____。

（2）圖乙是使用頻率為50Hz的電火花計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。從紙帶上測(cè)出x1＝3.20cm，x2＝4.52cm，x5＝8.42cm，x6＝9.70cm。則計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度大小為v＝____m/s，木塊加速度的大小a＝____m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（3）丙圖為某同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題可能是____

A．未平衡摩擦力 B．平衡摩擦力過(guò)度 C．未滿(mǎn)足m遠(yuǎn)小于M

Answer 1

【答案】（1）mg （2）0.38m/s 1.3m/s2（計(jì)算結(jié)果2位有效數(shù)字） （3）A

【解析】

（1）要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度，再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力，通過(guò)比較繩對(duì)小車(chē)的拉力大小和盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力；（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，（3）圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)加速度為某一值時(shí)，F為零，知平衡摩擦力過(guò)度。圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)拉力為某一值時(shí)，a為零，知沒(méi)有平衡摩擦力或傾角過(guò)小。

（1）以整體為研究對(duì)象有：mg=（m+M）a，解得：，以M為研究對(duì)象有繩子的拉力為：；顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力mg．

（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度大小為；根據(jù)逐差法小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度；
得：

（3）圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，F不為零時(shí)，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，故選A.