Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做 “探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

①下面列出了一些實(shí)驗(yàn)器材：

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：__________。（多選）

A．秒表 B．天平（附砝碼）

C．刻度尺（最小刻度為mm） D．低壓交流電源

②實(shí)驗(yàn)中，需要平衡小車和紙帶運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力，正確的做法是 。

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

B．小車放在木板上，掛上砂桶，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

C．小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

③實(shí)驗(yàn)中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是__________。這樣，在改變小車上砝碼的質(zhì)量時(shí)，只要砂和砂桶質(zhì)量不變，就可以認(rèn)為小車所受拉力幾乎不變。

④實(shí)驗(yàn)中需要計(jì)算小車的加速度。如圖所示，A、B、C為三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，A、B間的距離為x1，B、C間的距離為x2，則小車的加速度a=__________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則a=__________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

⑤某小組在研究“外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)。在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧：甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量M的圖像，如圖甲，然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗(yàn)證a與其質(zhì)量倒數(shù)是否成正比，并作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)的圖像，如圖乙所示。你認(rèn)為同學(xué) （選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

⑥另一小組在研究“小車質(zhì)量一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對(duì)小車的作用力F，然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出a－F圖像，如圖所示。發(fā)現(xiàn)圖像既不過原點(diǎn)，末端又發(fā)生了彎曲，可能原因是________。

A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大

B．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過大，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

C．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過小，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

D．平衡摩擦力時(shí)，木板的傾斜角度過小，且小車質(zhì)量較大

Answer 1

【答案】①BCD ② C ③m<<M ④，0.56 ⑤乙 ⑥ C

【解析】試題分析：①實(shí)驗(yàn)過程需要測(cè)出小車質(zhì)量、砂與砂桶質(zhì)量，因此實(shí)驗(yàn)炫耀天平，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)需要測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，實(shí)驗(yàn)需要毫米刻度尺，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用低壓交流電源，故選BCD；

②實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)要把小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選C；

③當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂和砂桶所受的重力，因此實(shí)驗(yàn)需要滿足的條件是：M＞＞m．

④由△x=at2可知，小車的加速度為：．

⑤由牛頓第二定律得：，由此可知：a與成正比，為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)作出a-圖象，因此同學(xué)乙的方案更合理；

⑥由圖示圖象可知，圖象沒有過原點(diǎn)，當(dāng)拉力大到一定值時(shí)才產(chǎn)生加速度，這是由于實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足即木板傾角過小造成的；由圖示圖象可知，當(dāng)F較大時(shí)圖象發(fā)生彎曲，這是由于砂與砂桶質(zhì)量過大造成的，故C正確，故選C．