Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。實驗步驟如下：

（1）將一端帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，有定滑輪的一端伸出桌面，并將電火花計時器固定在木板的另一端，并接好電源；

（2）將力傳感器固定在小車前端，然后通過一輕質(zhì)細線與砂桶連接在一起并跨過定滑輪將小車放在木板上，并在小車另一端固定一條紙帶，同時使紙帶穿過電火花計時器的限位孔；

（3）實驗中他忘記平衡摩擦力而直接進行了實驗。整個實驗中保證小車的質(zhì)量不變，先往砂桶中添上適當(dāng)?shù)纳昂蠼油�電源，將小車由靠近電火花計時器處靜止釋放，打出一條紙帶，并記下此時力傳感器的示數(shù)F，并通過打出的紙帶計算出小車運動的加速度a；然后再在砂桶中添加適當(dāng)?shù)纳�，換用新的紙帶，重復(fù)剛才的操作，得到多組F、a，并作出小車運動的a-F圖像。

①為了使實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確或合理，下列說法中正確或必須的是_________。（填正確答案標(biāo)號）

A．實驗中應(yīng)通過調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平面平行

B．實驗前可將小車由木板任意位置釋放，然后再接通電源

C．實驗中為了測出小車所受的合力應(yīng)測出砂和砂桶的總質(zhì)量

D．實驗中必須滿足砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于小車和力傳感器的總質(zhì)量M

E．該實驗所用電源可以直接接照明電路的電源（220V交流電源）

②如圖乙所示為某次實驗得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，他只測出了計數(shù)點AB和EF間的距離，所用電源的頻率為50 Hz，打出的每5個點為一個計數(shù)點，則由紙帶數(shù)據(jù)測得小車運動的加速度大小為_________m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

③根據(jù)實驗測得的多組a、F數(shù)據(jù)做出的a-F圖像如圖丙所示，由圖像_________（填“能”或“不能”）得到“在小車的質(zhì)量不變時，小車的加速度a與其受到的合力F成正比”的結(jié)論；由圖可知小車和力傳感器的總質(zhì)量為_________kg，小車與木板間的滑動摩擦力為_________N。

Answer 1

【答案】AE 0.60 能 2 2.0

【解析】

①[1]．某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，該題探究操作細節(jié)問題：

A、線要與木板平行，這樣小車的合力才不變，故選項A正確；

B、先通電，再釋放小車，選項B錯誤；

C、由于有拉力傳感器，故不需要測沙和桶的總質(zhì)量，故選項C錯誤；

D、滿足該條件是為了使拉力近似等于沙和桶的總重力，但不需要測拉力，當(dāng)然也不需要滿足上述條件；

E、由于使用的是電火花計時器，故直接使用家庭電路的交流電，故選項E正確。

故選AE.

②[2]．取BF段進行研究，由運動學(xué)公式求加速度為：

③[3][4][5]．由于a-F圖象是過原點的直線，所以可以得到：質(zhì)量不變時，加速度與作用力成正比；根據(jù)，那么a-F圖象的斜率的倒數(shù)為小車和傳感器的質(zhì)量，即為：

加速度為零時說明受到的拉力和滑動摩擦力相等，因此可知圖像加速度為零時刻對應(yīng)的力的大小等于滑動摩擦力的大��；即橫截距b=2.0N就是滑動摩擦力。