Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两位同学设计了不同的实验方案：

(1)小李同学采用图（甲）的实验装置进行实验；

①为了使小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等，应满足的条件是______；

②平衡摩擦力的正确操作是__________（填“A”或“B”）；

A.把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，直至小车在不受牵引力时能拖动纸带开始滑动

B.把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动

③图（a）是小李同学某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示，所用交变电流的频率为50Hz。则小车的加速度为_______m/s2（结果保留2位有效数字）；

(2)小张同学采用图（乙）的实验装置进行实验（丙为俯视图）；

将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放上不同的重物。两个小车后各系一条细线，用夹子把两条细线同时夹住，使小车静止。打开夹子，两个小车同时开始运动，合上夹子，两个小车同时停下来。只需要测量两小车的位移x及两小盘和盘中重物的总质量m，即可探究加速度与合外力的关系。

①小张同学的实验方案中，是否需要平衡摩擦力________________________?

②一次实验中，用刻度尺测量两个小车的位移x1和x2，已知小盘和盘中重物的总质量分别为m1和m2，为了验证加速度与合外力成正比，只需验证表达式_______________成立（用x1、x2、m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】槽码的质量远小于小车的质量 B 0.52或0.53 需要

【解析】

(1)[1]由牛顿第二定律可求得绳子拉力

当时，拉力

槽码的质量远小于小车的质量

(2)[2]平衡摩擦力时，把木板不带定滑轮的一侧抬高，调节木板的倾斜角度，轻推小车，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动，故A错误，B正确

故选B

(3)[3]两计数点间有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为

由逐差法可得加速度大小为

(4)[4]由实验原理可知，本实验通过改变盘中重物的质量，从而改变小车的合外力，即用小盘和盘中重物的重力代替合力，则需要平衡摩擦力；

(5)[5]由于两小车运动时间相同，则有得

由整体可得加速度为

联立可知