Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)中，將一端帶滑輪的長木板放在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)小車通過輕細(xì)線跨過定滑輪與鉤碼相連，小車與紙帶相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz。在保持實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量不變的情況下，放開鉤碼，小車加速運(yùn)動(dòng)，處理紙帶得到小車運(yùn)動(dòng)的加速度a，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣做的目的是______。

A．避免在小車運(yùn)動(dòng)的過程中發(fā)生抖動(dòng)

B．使小車獲得較大的加速度

C．使細(xì)線的拉力等于小車受到的合外力

D．使小車最終能勻速運(yùn)動(dòng)

E．使紙帶上點(diǎn)跡清晰，便于進(jìn)行測量

F．使鉤碼重力近似等于細(xì)線的拉力

（2）實(shí)驗(yàn)過程中打出的一條紙帶如圖，在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明E。測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是測得AC的長度為12.26cm，CD的長度為6.60cm，DE的長度為6.90cm，則應(yīng)用所有測得的數(shù)據(jù)，可計(jì)算得出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=__________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以小車運(yùn)動(dòng)的加速度a為縱軸，鉤碼的質(zhì)量m為橫軸，得到如圖所示的a-m圖像如圖中圖線A所示，現(xiàn)僅增大木板與水平方向夾角，得到的圖像可能是圖中的_____（圖中所示的A、B、D、E圖線相互平行）

Answer 1

【答案】F 0.31 DE

【解析】

(1)[1]設(shè)繩的拉力為T，對鉤碼有

對小車有

聯(lián)立有

用鉤碼的重力代替細(xì)繩的拉力，則要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故F正確。

(2)[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

(3)[3]根據(jù)題意可知，繩拉力近似等于鉤碼重力

可得

故圖像斜率為，現(xiàn)僅增大木板與水平方向夾角，圖像的斜率不變，且傾角變大，則圖像與縱軸交點(diǎn)變大，故得到的圖像可能是圖中的DE。