Question

【题目】某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究小车加速度与受力和质量的关系”.图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，小车的质量为，小盘(及砝码)的质量为.

下列说法正确的是__________

A.实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C.本实验中应满足m2远小于ml的条件

D.在用图象探究小车加速度与质量的关系时，应作a-ml图象

（2）实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距xl、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的计算式a=________________________。

（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示。若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，则小车的质量为__________kg，小盘的质量为__________kg。(保留2位有效数字)

（4）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为___________m/s2。 (g=10m/s2)

Answer 1

【答案】 C 2.0 0.060 10

【解析】(1)A、实验时应先接通电源后释放小车，故A错误；

B. 平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力。故B错误；

C. 让小车的质量m1远远大于小盘和重物的质量m2，因为实际上绳子的拉力F=Ma=，故应该是m2<<m1，即实验中应满足小盘和重物的质量远小于小车的质量，故C正确；

D.F=ma，所以a=F/m,所以在用图象探究小车的加速度与质量的关系时,通常作a图象，故D错误；

故选：C.

(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4x1=3a1T2

x5x2=3a2T2

x6x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：

a=(a1+a2+a3)=

(3)对aF图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，故小车质量为：m1==2.0kg，

F=0时,产生的加速度是由于托盘作用产生的，故有：mg=m1a0，

解得：m=（2×0.3）/10=0.060kg

（4）小车的加速度，m1一定时，m2越大，a越大，当m1<<m2 时，a最大，等于自由落体的加速度，故极限值为10m/s2.