Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體的質(zhì)量、受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖l所示。已知小車質(zhì)量M=261g，打點(diǎn)計(jì)時器所使用的交流電頻率f=50Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；

B．利用墊塊調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車(與紙帶、細(xì)繩和砝碼盤相連)能沿長木板向下做勻速運(yùn)動；

C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；

D．將小車置于打點(diǎn)計(jì)時器旁(小車與紙帶相連，但與細(xì)繩和砝碼盤不相連)先接通電 源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a；

E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)A、B、C、D步驟，求得小車在不同合外力F用下的加速度。

回答以下問題：

（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?______(填“是”或“否”)。

（2）實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖2所示，選取4個點(diǎn)為一組計(jì)數(shù)點(diǎn)，由該紙帶可求 得小車的加速度a=_____m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

（3）某次實(shí)驗(yàn)中砝碼盤中砝碼的重力和對應(yīng)小車加速度數(shù)據(jù)如下表

①請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在答題紙上畫出a-F圖象________；

②造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的最主要原因是_____________；

③砝碼盤的重力大小是_______N。

Answer 1

【答案】 否 0.88 在計(jì)算小車所受的合外力時未計(jì)入砝碼盤的重力 0.06

【解析】試題分析：根據(jù)小車做勻速運(yùn)動列出方程，對合外力進(jìn)行分析即可求解；在勻變速直線運(yùn)動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，根據(jù)作差法求解加速度；由圖象可知，當(dāng)外力為零時，物體有加速度，通過對小車受力分析即可求解．

（1）當(dāng)物體小車勻速下滑時有，當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤后，由于重力沿斜面向下的分力和摩擦力f不變，因此其合外力為，由此可知該實(shí)驗(yàn)中不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（2）相連計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為，在勻變速直線運(yùn)動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即，則有．

（3）①a-F圖像如圖所示

②由圖象可知，當(dāng)外力為零時，物體有加速度，這說明在計(jì)算小車所受的合外力時未計(jì)入砝碼盤的重力，

③根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可知該圖線延長線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤的重力大小，橫坐標(biāo)一格表示0.02N，所以交點(diǎn)的大小為0.06N．