Question

“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖所示．

（1）此實驗中，研究對象是            ，它受到的牽引力在滿足條件           時，可認為等于懸掛物的重力大小。

(2)關于平衡摩擦力的說法正確的是（   ）

A．平衡摩擦力的實質是小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與木板與小車間、紙帶與計時器間、繩與滑輪間、滑輪與軸間等摩擦力平衡

B．平衡摩擦力的實質是小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力平衡

C．平衡摩擦力要達到的標準時：在小桶的牽引下，小車帶動紙帶從長木板的一端向有定滑輪的另一端勻速滑下

D．平衡摩擦力辦法是反復調節(jié)小桶中重物的多少和木板下所墊木塊的厚度、位置

E．去掉小桶和細繩，若小車拖著紙帶沿長木板滑下時，打點計時器在紙帶上打的點痕的距離是均勻的，就是算完成了“平衡摩擦力”

(3)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s².(結果保留兩位有效數字)

(4)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據如下表：

砝碼盤中砝 碼總重力F(N)	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a(m·s－2)	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

請根據實驗數據在圖所示的坐標系中作出a－F的關系圖象．

(5)根據提供的實驗數據作出的a－F圖線不通過原點．請說明主要原因．

 

Answer 1

【答案】

（1）小車及車上鉤碼,   小桶和懸掛物的質量遠小于小車質量

（2）BE  （3）或 

（4）a－F的關系圖象如下圖

（5）a－F的圖線不過原點是未計入砝碼盤的重力

【解析】

試題分析：（1）本實驗探究的是小車的加速度與質量、力的關系，所以研究對象是小車及車上鉤碼；當小桶和懸掛物的質量遠小于小車質量時，可認為等于懸掛物的重力大小；

（2）AB、本實驗要平衡小車和紙帶所受的摩擦力平衡，因此讓小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力相等；A錯誤B正確

C、平衡摩擦力要達到的標準時：在不掛小桶的情況下，輕輕一推小車，小車帶動紙帶從長木板的一端向有定滑輪的另一端勻速滑下；錯誤

D、平衡摩擦力辦法是反復調節(jié)木板下所墊木塊的厚度、位置，不需要懸掛小桶；錯誤

E、本實驗平衡摩擦時不需要懸掛小桶，應去掉小桶和細繩。若小車拖著紙帶沿長木板滑下時，打點計時器在紙帶上打的點痕的距離是均勻的，說明小車是勻速運動的，此時摩擦力就被小車和車上的砝碼的重力沿木板方向的分力平衡了；正確

（3）由1、3點間距離求得 

用2、4點間距離求得

（4）把各數據在坐標系內描點，用一條平滑的向連接起來，落不到線上的點均勻分布在線的兩側，得到a－F的關系圖象如下圖：

（5）小車、砝碼盤和砝碼組成的系統所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數據漏計了砝碼盤的重力，導致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點是未計入砝碼盤的重力。

考點：探究加速度與質量、力的關系

點評：本實驗中，，令，則，m是變化的，只有當m<<M時，才可以認為a和M成反比關系。