Question

【題目】如圖為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置圖．槽碼的質量為m，小車和車內砝碼的總質量為M。實驗中小車所受的拉力F可認為與槽碼所受的重力相等．

（1）實驗中，為了硬細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，硬細線與長木板平行．接下來把木板的另一端墊高，調節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板做________運動（選填以“勻速”或“勻加速”）；

（2）實驗中需滿足槽碼的質量m_________小車及車內砝碼總質量M（選填“遠小于”、“遠大于"或“等于”）；

（3）下圖是某次實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：sAB=4.22cm、sBC=4.65cm，sCD=5.08cm，sDE=5.49cm、sEF=5.91cm，sFG=6.35cm，已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則C點的速度vC=_______m/s，小車的加速度大小為a=_______m/s2。（結果均保留兩位有效數(shù)字）。

（4）某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描出了小車加速度a隨小車和車內砝碼的總質量為M的倒數(shù)的圖像的數(shù)據(jù)點，如圖所示，從數(shù)據(jù)點可知該同學實操作過程中可能____________（選填“平衡摩擦力不夠”或“平衡摩擦力過度”）

Answer 1

【答案】勻速 遠小于 0.49 0.43（0.42~0.43均可） 平衡摩檫力過度

【解析】

(1)[1]小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板做勻速運動，即平衡了摩擦力；

(2)[2]對整體，根據(jù)牛頓第二定律得：，繩子的拉力：

所以當槽碼的質量m遠小于小車及車內砝碼總質量M時，可以近似認為小車受到的拉力等于槽碼的重力，因此本實驗中m應遠小于M；

(3)[3][4]相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則計數(shù)點間的時間間隔為：T=5×0.02=0.1s，根據(jù)勻變速直線運動的推論可以求出C點瞬時速度為：

由勻變速直線運動的推論△x=at2可知，加速度為：

(4)[5]由圖可知圖象的斜率表示合外力，從數(shù)據(jù)點可知該同學實操作過程中可能平衡摩檫力過度。