Question

【题目】在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图a所示的实验装置。小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示。

图a 图b

(1)若已平衡好摩擦力,在小车做匀加速直线运动过程中绳子拉力FT=______,当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。

(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是_____。

A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时,需要重新平衡摩擦力

C.实验时,先接通打点计时器的电源,再放开小车

D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式求出

(3)某小组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这组同学得到的a-F关系图象如图b所示,其原因是①______________________________________。

②____________________________________________________。

(4)图c是某次实验中得到的纸带。已知打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,求出小车下滑的加速度为____________m/s2。(结果保留三位有效数字)

Answer 1

【答案】(1)mg Mm；(2)C；(3)①平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；②没有满足Mm；(4)1.58

【解析】

（1）对小车FT=Ma，对盘：mg-FT=ma

联立解得：FT=mg

当Mm时，FT=mg；

（2）A.平衡摩擦力时,应使拖着纸带的小车不挂盘及盘中的砝码，使小车做匀速运动，故A错误；

B.平衡摩擦力后，小车重力沿斜面向下的分力等于摩擦力，所以每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力，故B错误；

C.实验时,先接通打点计时器的电源,等打点稳定后，再放开小车，故C正确；

D.小车运动的加速度应根据打出的纸带求出，故D错误。

故选：C

（3）①由图像可知，当力大于某一值后才有加速度，说明平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；

②随着拉力的增大，图线发生了弯曲，说明不满足Mm的条件；

（4）计数点间的时间间隔是0.1s。根据逐差法：m/s2=1.58m/s2