Question

（10分）圖１是探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖。

（1）如圖為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出．從紙帶上測(cè)出s₁＝3.20 cm，s₂＝4.52 cm，s₅＝8.42 cm，s₆＝9.70 cm.

則①木塊加速度大小a＝___   m/s² ，② 打下3點(diǎn)時(shí)的速度為     。(保留三位有效數(shù)字)．

（2）根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，作出a—F圖線(xiàn)如圖２所示，圖線(xiàn)不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的原因是     ；a-F圖線(xiàn)不是一條直線(xiàn)主要的原因，是          。

（3）幾位同學(xué)分析所得到的a-F圖線(xiàn)不是一條直線(xiàn)的原因后，重新設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖3所示，滑塊M放在氣墊導(dǎo)軌上，并在滑塊上固定一個(gè)速度傳感器，力傳感器固定在另一水平臺(tái)子上，分別與兩臺(tái)電腦相連，氣墊導(dǎo)軌連上氣泵并調(diào)成水平。多次改變鉤碼m的質(zhì)量，由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值。則下列說(shuō)法中正確的是 ：(    )    

A．由于空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦很小，可以得出a∝F的結(jié)論，圖線(xiàn)是傾斜的直線(xiàn)

B．力傳感器測(cè)得的力F=mg/2，在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)確保鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M

C．除空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力之外，動(dòng)滑輪C的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)最大的誤差來(lái)源

D．實(shí)驗(yàn)中測(cè)出加速度a的值不可能大于重力加速度g。

 

Answer 1

【答案】

（1）1.30m/s²   0.646m/s  （2）滑板的傾角過(guò)大    小車(chē)質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量關(guān)系M>>m  （3）A

【解析】

試題分析：（1）a=(a₁+a₂)/2,a₁=(x₆-x₂)/4T²,a₂=(x₅-x₁)/4T²則a=(x₆+x₅-x₂-x₁)/8T²=1.30m/s²。打下點(diǎn)3時(shí)的瞬時(shí)速度為v₃=v₁+a2T,v₁=(x₁+x₂)/0.2,所以v₃=0.646m/s。（2）圖像不過(guò)原點(diǎn)的原因是在平衡摩擦力過(guò)程中，滑板的傾角過(guò)大，導(dǎo)致還沒(méi)有施加拉力時(shí)，小車(chē)就已經(jīng)具備了一定的加速度。本實(shí)驗(yàn)的要求是小車(chē)質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量關(guān)系M>>m，由于在后幾次實(shí)驗(yàn)中，不斷增加鉤碼質(zhì)量或者不斷減小小車(chē)質(zhì)量都會(huì)導(dǎo)致這樣的結(jié)果；（3）該實(shí)驗(yàn)小車(chē)放到氣墊導(dǎo)軌上，沒(méi)有受到摩擦力的影響，所受空氣阻力可以忽略不計(jì)，所測(cè)量的加速度可以看成是在F作用下產(chǎn)生的，所以A選項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)通過(guò)傳感器測(cè)量的加速度是在F=mg/2作用下產(chǎn)生的，小車(chē)的質(zhì)量為M，所以小車(chē)的加速度為a=F/M=mg/2M,所以不需要m<<M；本實(shí)驗(yàn)通過(guò)傳感器直接測(cè)量出加速度和力的大小，所以動(dòng)滑輪質(zhì)量不會(huì)帶來(lái)計(jì)算誤差；只要鉤碼重力夠大，就可以出現(xiàn)小車(chē)加速度大于g的情況。

考點(diǎn)：本題考查驗(yàn)證小車(chē)加速度和質(zhì)量與力的關(guān)系。