Question

【題目】河北辛集中學某同學利用如圖甲所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關系”，具體實驗步驟如下：

A.按照圖示安裝好實驗裝置，掛上砂桶(含少量砂子)；

B.調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門的時間相等；

C.取下細繩和砂桶，測量砂子和桶的總質量m，并記下；

D.保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲和乙時顯示的時間；

E.重新掛上細繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質量，重復B、C、D步驟。

(1)若砂桶和砂子的總質量為m，小車的質量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車加速下滑時所受合力大小為__________。(忽略空氣阻力)

(2)若遮光片的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為l，通過光電門甲和乙時顯示的時間分別為t1、t2，則小車的加速度a＝_______________。

(3)有關本實驗的說法正確的是________。

A.砂桶和砂子的總質量必須遠小于小車的質量

B.小車的質量必須遠小于砂桶和砂子的總質量

C.平衡摩擦力時要取下細繩和砂桶

D.平衡摩擦力時不能取下細繩和砂桶

Answer 1

【答案】 mg； ； D。

【解析】（1）探究“小車的加速度與所受合外力的關系”中小車所受的合外力等于沙桶和沙子的總重力，則步驟D中小車加速下滑時所受合力大小為mg．
（2）小車的速度等于遮光板的寬度除以所有的時間，即經過兩個光電門的速度分別為： 和；依據2as＝v22v12可得加速度為： ，
（3）本實驗中，沙桶和沙子的總質量所對應的重力即為小車做勻變速運動時，所受的外力大小，所以不需要滿足“沙桶和沙子的總質量必須遠遠小于小車的質量”的實驗條件，故AB錯誤．平衡摩擦力時不需要取下細繩和沙桶，故C錯誤，D正確； 故選D．