Question

(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验，图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

⑴若取小车质量M＝0.4kg，改变砂桶和砂的质量m的值，进行多次实验，以下m的值不合适的是   ；

A．m1＝5g

B．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g

⑵图乙为某实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为       m/s²；(保留两位有效数字)
⑶为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先                  ，该操作是否成功的判断依据是                                                            。

Answer 1

⑴BD；⑵3.2；⑶平衡小车的摩擦力，不挂砂桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的。

试题分析：⑴在探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验，用砂和砂桶的重力表示细线上的拉力，即小车运动时所受的合力F，由于细线不可伸长，因此，当小车运动时具有加速度a时，啥和砂桶也具有了等大的加速度，所以只有当砂和砂桶的质量m远远小于小车的质量M时，细线中的拉力才约等于mg，所以在M＝0.4kg时，m的值不合适的是选项B、D；
⑵根据匀变速直线运动规律有：Δs＝a(Δt)²，由图乙可知：Δt＝0.04s，Δs＝0.51cm，解得：a＝3.2m/s²；
⑶小车在实际运动过程中受重力Mg、木板的支持力N和滑动摩擦力f、细线的拉力T，因此实验操作时必须首先必须将木板不带滑轮的一端抬高，使得重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡，小车受到的合外力大小才等于细线对小车的拉力T，判断重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡的方法是，在不挂砂桶时，使小车做匀速直线运动，即小车拉着纸带打的点迹是均匀的。