Question

【題目】為了探究物體質量一定時加速度與力的關系，甲同學設計了如圖所示的實驗裝置。其中 M為小 車的質量，m0為沙和沙桶的總質量。一輕繩跨過輕質的定滑輪和動滑輪一端連接沙桶，另一端連接 拉力傳感器，拉力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。實驗過程中，每次在釋放小車前，先讀出拉力傳感器的示數(shù)并記為F。

（1）實驗過程中，下列操作正確的是_____。

A．調整長木板左端的定滑輪，使得細線與長木板平行

B．在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源

D．為減小誤差，實驗中要保證沙和沙桶的總質量m0遠小于小車的質量 M

（2）甲同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時 器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_______m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）甲同學以力傳感器的示數(shù) F為橫坐標，加速度 a為縱坐標，畫出的 a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為θ，求得圖線的斜率為 k，則小車的質量為_____。

A.2tanθ B. C. D.

（4）乙同學也利用此裝置探究合外力一定時，物體的加速度和質量的關系。他保持沙和沙桶的總質量不變，改變放在小車中砝碼的質量m，測出對應的加速度a，假設已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響。他沒有測量小車的質量 M，而是以為縱坐標，m 為橫坐標，畫出圖像，從理論上分析，下列圖像正確的是_____。

A.B.C.D.

Answer 1

【答案】AB D B

【解析】

考查實驗“探究加速度與力和質量的關系”。

（1）[1]．A．調整長木板左端的定滑輪，使得細線與長木板平行，使繩的拉力沿著小車運動方向，減小誤差，A正確；

B．在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，減小由摩擦力產(chǎn)生的誤差，B正確；

C．小車靠近打點計時器，先接通電源，打點穩(wěn)定后再釋放小車，C錯誤；

D．只有實驗認為繩的拉力等于沙和沙桶的總重力時，才需要滿足沙和沙桶的總質量m0遠小于小車的質量M，本實驗采用力傳感器直接測量繩的拉力，不需要滿足沙和沙桶的總質量m0遠小于小車的質量M，D錯誤。

故選AB。

（2）[2]．設圖中x1=1.10cm，x2=3.09cm，x3=5.12cm，x4=7.10cm，x5=9.13cm，x6=11.09cm，由逐差法可得：

（3）[3]．由牛頓第二定律可知：

解得：，a-F圖像的斜率為，所以，不知道橫縱坐標的標度是否相同，不能確定斜率k與是否相同，所以B錯誤，故選D。

（4）[4]．以沙和沙桶的總重力m0g為繩的拉力F，則：

解得

只有B選項符合上式，故選B。