Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗中，某學(xué)習(xí)小組所使用的裝置如圖甲所示。設(shè)沙和沙桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實(shí)驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)�力的大小�?/span>

(1)實(shí)驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，下面的操作最合理的是_____。

A.將長木板水平放置，讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶在木板上運(yùn)動，調(diào)節(jié)沙的質(zhì)量，多次重復(fù)，直到目測小車做勻速直線運(yùn)動。

B.將長木板水平放置，讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶在木板上運(yùn)動，接通打點(diǎn)計時器的電源，輕推小車，調(diào)節(jié)小車上砝碼的質(zhì)量，多次重復(fù)，直到打出的紙帶上的點(diǎn)跡均勻。

C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，去掉�?xì)線和沙桶，不連接紙帶，輕推小車，改變木板墊起的高度，多次重復(fù)，直到目測小車做勻速直線運(yùn)動。

D.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，去掉�?xì)線和沙桶，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，接通打點(diǎn)計時器的電源，輕推小車，改變木板墊起的高度，多次重復(fù)，直到打出的紙帶上的點(diǎn)跡均勻。

(2)在(1)最合理的方案下，接通打點(diǎn)計時器的電源，讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶在木板上由靜止開始運(yùn)動，圖乙是實(shí)驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：xAB=2.25cm、xBC=3.86cm、xCD=5.45cm、xDE=7.05cm。已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42 _______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)若某同學(xué)利用圖甲所示的裝置，在未通過(1)中操作的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系時，得到圖丙所示圖線。已知圖線與橫軸的交點(diǎn)為F0，與縱軸的交點(diǎn)為-a0，重力加速度為g，在運(yùn)動過程中小車及車上砝碼受到的阻力與重力之比為________。

Answer 1

【答案】 (1) D (2) 1.60 (3)

【解析】（1）實(shí)驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，必須要平衡摩擦力，具體的操作是：下面的操作最合理的是：將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋�去掉�?xì)線和沙桶，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，接通打點(diǎn)計時器的電源，輕推小車，改變木板墊起的高度，多次重復(fù)，直到打出的紙帶上的點(diǎn)跡均勻，即小車做勻速運(yùn)動；故選D.

（2）T=0.1s，由逐差法可求解加速度：

（3）沒有平衡摩擦力，由丙圖可知，摩擦力f=F0，根據(jù)牛頓第二定律得：

可知圖線斜率等于小車及車上砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)，即，解得m=。重力的大小為：G=mg=，則阻力和重力之比為：