Question

如右图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图．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，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m₁，小盘（及砝码）的质量为m₂．

（1）下列说法正确的是_______。

A．为平衡小车与水平木板之间摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在挂小盘（及砝码）的情况下使小车恰好做匀速运动

B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C．本实验中要满足m2应远小于m1的条件

D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像

（2）实验中，得到一条打点的纸带，如右图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，则计算小车加速度的表达式为a=                    ；

（3）某同学在平衡好摩擦力后，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的图象如右图所示，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。(二个结果都保留两位有效数字)

（4）如果砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增加，会趋近于某一极限值，此极限值为_____ m/s²。

Answer 1

（1）  C ；（2）；(3)  2.0或2.1  0.060~0.063 ；（4） 10 

试题分析：（1）平衡摩擦力时，应使小车在不挂小盘的时候使小车恰好做匀速运动，假设木板倾角为θ，则有：，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．AB错误，让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力，故应该是，而当m不再远远小于M时，随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g，故C正确．应作出图像，D错误，
（2）根据公式可得
（3）设砝码盘的质量为m，小车的质量为M，当不加砝码时，
当砝码的重力为3.0N时，联立两式可得：M=2kg，m=0.060kg
（4）最终会接近重力加速度，所以a="10" m/s²。
点评：会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，且会根据原理分析实验误差．