Question

【題目】在探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中，實驗裝置如下圖所示：

(1)在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調節，直到輕推小車，使小車做___________直線運動

(2)某同學在探究小車質量不變，小車的加速度與小車所受合力間的關系時，該同學平衡小車的摩擦阻力后，為了使小車所受的合力近似等于砝碼的重力，小車的質量M和砝碼的質量m分別應選取下列哪組值最適宜（______）

A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、225g

B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g

C．M=200g，m分別為50g、75g、100g、225g

D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、100g

(3)在某次實驗中，某同學得到一條打點清晰的紙帶，并且每5個計時點取一個計數點（每相鄰的計數點間還有4個計時點未畫出），如圖所示，已知每相鄰的2個計數點間的距離為s，且s1＝0.95cm，s2＝2.88cm，s3＝4.80cm，s4＝6.71cm，s5＝8.64cm，s6＝10.57cm，電磁打點計時器的電源頻率為50Hz。試計算此紙帶的加速度大小a＝________m/s2（計算結果保留3位有效數字）

(4)在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車受力F的關系中，將實驗測得的數據在坐標圖中描點并作出a–F圖線，如圖所示。從a–F圖線求得小車的質量為__________kg(保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】 勻速 B 1.92 0.50

【解析】(1)在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調節，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動，這樣小車所受的摩擦力與小車沿斜面向下的重力的分力平衡．

(2)該實驗要求滿足小車的質量大于大于鉤碼的質量，這樣小車所受的合力才近似等于砝碼的重力，只有B滿足此條件，故選B。

(3)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4-s1=3a1T2，s5-s2=3a2T2，s6-s3=3a3T2，為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，聯立得，代入數據得.

(4) 根據得a-F圖線的斜率倒數表示物體的質量，則有：，解得：.