Question

【題目】某實驗小組應用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的質量為M，砝碼及砝碼盤的總質量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50 Hz．實驗步驟如下：

A．按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；

B．調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；

C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；

D．改變砝碼盤中砝碼的質量，重復步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．

根據以上實驗過程，回答以下問題：

（1）對于上述實驗，下列說法正確的是________．

A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等

B．實驗過程中砝碼盤處于超重狀態

C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行

D．彈簧測力計的讀數應為砝碼和砝碼盤總重力的一半

E．砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量

（2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝________m/s2．（結果保留2位有效數字）

（3）由本實驗得到的數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖象，與本實驗相符合的是________．

Answer 1

【答案】（1）C （2）0．88 （3）A

【解析】（1）由實驗裝置可知當砝碼下落的高度為h時，小車沿木板下滑的距離為2h，故加速度不同，即A錯誤．由于砝碼加速下落，處于失重狀態，B錯誤．如果細繩不與木板平行，則沿木板方向細繩拉力的分力將產生加速度，即產生加速度的力不等于彈簧測力計的示數，給實驗帶來誤差，所以要求細繩一定沿木板方向，C正確．對于砝碼，由受力分析知mg－2FT＝ma，解得FT＝（mg－ma），D錯誤．由于本實驗利用測力計可以直接讀出細繩的拉力，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的質量遠小于小車質量，E錯誤．

（2）由題意知時間間隔T＝0．1 s，由逐差法可得a＝，解得a＝0．88 m/s2．

（3）根據牛頓第二定律可知A正確．