Question

【题目】某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示．已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦．实验步骤如下：

(1)细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘．

(2)在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑．

(3)保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车．

(4)取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a．

(5)改变盘中砝码的质量，重复(2)(3)步骤进行实验．

① 某次实验用打点计时器（交流电的频率为50Hz）研究小车的运动,纸带记录如图所示,从O点开始每打五个点取一个计数点,根据纸带计算小车过e点的对应速度ve=______m/s,小车的加速度是______m/s2.

②某同学按照下表中的测量结果在坐标纸上作出a-mg图象

（_____________）

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
m/kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
a/（m·s-2）	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

上述图象不过坐标原点的原因是：______________________________．

③根据（②）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？______________

④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：______（选填“是”或“否”）．

Answer 1

【答案】0.196 3.92 没有考虑砝码盘的质量 砝码盘的质量为m=0.05kg 是

【解析】

(5)①[1] 小车过e点的对应速度为df段的平均速度

；

[2]由可得

；

②[3]在坐标纸上做出图像为

[4]当没有砝码的时候，还有加速度，说明合外力不为零，即没有考虑砝码盘的质量；

③[5]砝码盘的重力充当合外力，通过截距可以求得砝码盘的质量为m=0.05kg；

④[6]设绳中拉力为T，则对小车由牛顿第二定律可得

对钩码牛顿第二定律可得

两式联立可得，

本实验需要钩码的重力约为小车所受合力，因此需要，即需要小车质量远大于钩码质量