Question

【題目】圖甲所示為兩位同學(xué)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”的實驗裝置圖.

（1）實驗中，兩位同學(xué)安裝好實驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當(dāng)墊高些后，在不掛砝碼盤的情況下，使小車靠近打點計時器，先接通電源，然后用手輕推小車，小車便拖動紙帶在木板上自由運動.若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏(從打出的點的先后順序看)，則第二次打點前應(yīng)將長木板的一端墊的比原先更加_____(填“高”或“低”)些;重復(fù)以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列________的計時點，便說明平衡摩擦力適當(dāng).(不計細(xì)繩與滑輪的摩擦)

（2）平衡摩擦力后，在__________的條件下，兩位同學(xué)可以認(rèn)為砝碼盤連同砝碼的總重力近似等于小車所受的合外力.(已知小車的質(zhì)量為M，砝碼盤連同砝碼的總質(zhì)量為m)

（3）接下來，這兩位同學(xué)先在保持小車的質(zhì)量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關(guān)系;圖乙為某次操作中打出的一條紙帶，他們在紙帶上標(biāo)出了5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm.實驗中使用的是頻率f=50Hz的交流電源.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a=_____m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

（4）然后，兩位同學(xué)在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系.他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫出圖線后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)較大時，圖線發(fā)生彎曲.于是，兩位同學(xué)又對實驗方案進(jìn)行了進(jìn)一步的修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，那么，兩位同學(xué)的修正方案可能是（_____）

A.改畫a與M+m的關(guān)系圖線 B.改畫a與的關(guān)系圖線

C.改畫a與的關(guān)系圖線 D.改畫a與的關(guān)系圖線

（5）探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”實驗完成后，兩位同學(xué)又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數(shù).于是兩位同學(xué)先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，具體的實驗裝置如圖丙所示;在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，并在保證小車的質(zhì)量M、砝碼小車打點計時器加速度a，并求出平均加速度，則小車與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=______(用表示).

Answer 1

【答案】低 間隔均勻 Mm 0.343 C

【解析】

（1）[1][2]．打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏，說明小車加速度過大，平衡摩擦力過度，第二次需要將木板的一端墊低一些，直到物體勻速運動，即打出的點間隔相等；

（2）[3]．對整體有

對小車有

聯(lián)立可得

只有當(dāng)時.

（3）[4]．在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標(biāo)出，故相鄰計數(shù)點間的時間為，根據(jù)

代入數(shù)據(jù)可得

（4）[5]．根據(jù)得

所以的圖線是一條斜率為k=mg的直線，不會隨著M的變化而產(chǎn)生彎曲，故C正確.

（5）[6]．對小車和砝碼連同砝碼盤整體進(jìn)行受力分析，受砝碼連同砝碼盤的重力和木板對小車的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得:

解得:

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