Question

在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如下圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，砂和砂桶的質(zhì)量用m表示． (交流電的頻率為50Hz)

(1)圖(b)所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為　　　m/s²(保留兩位有效數(shù)字)
(2)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于砂和砂桶的重力．
(3)在實(shí)驗(yàn)中，由于沒有注意始終滿足（2）的條件，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是圖中的(　　)

(4)某一組同學(xué)先保持砂和砂桶的質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砂和砂桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D．用天平測出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式求出

Answer 1

(1)     3.2  m／s²     (2)  M＞＞m        (3)     D          （4）   B

解析試題分析：（1）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即，又計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，所以小車的加速度大小為 
(2) 繩子對(duì)小車的拉力大小為T，對(duì)小車及車中的砝碼，根據(jù)牛頓第二定律有： ；對(duì)砂和砂桶，根據(jù)牛頓第二定律有：，聯(lián)立以上兩式解得：，當(dāng)時(shí)，，所以當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于砂和砂桶的重力．
(3)由(2)中兩式聯(lián)立解得：，當(dāng)時(shí)，，此時(shí)a與成正比，為線性關(guān)系，當(dāng)不能滿足這個(gè)條件時(shí)，有，若M減小，a減小，圖線的斜率減小，故選D．
(4) 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量，如果用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤．所以選B．
考點(diǎn)：本題考查“探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，同時(shí)考查了紙帶問題的處理方法、利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．