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紙帶運(yùn)動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個打點(diǎn)未畫出．從紙帶上測出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圖線如圖２所示，圖線不經(jīng)過原點(diǎn)的原因是     ；a-F圖線不是一條直線主要的原因，是          。

（3）幾位同學(xué)分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后，重新設(shè)計(jì)了一個實(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速度傳感器，力傳感器固定在另一水平臺子上，分別與兩臺電腦相連，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，圖線是傾斜的直線

B．力傳感器測得的力F=mg/2，在實(shí)驗(yàn)時應(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，動滑輪C的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)最大的誤差來源

D．實(shí)驗(yàn)中測出加速度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）滑板的傾角過大    小車質(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時的瞬時速度為v₃=v₁+a2T,v₁=(x₁+x₂)/0.2,所以v₃=0.646m/s。（2）圖像不過原點(diǎn)的原因是在平衡摩擦力過程中，滑板的傾角過大，導(dǎo)致還沒有施加拉力時，小車就已經(jīng)具備了一定的加速度。本實(shí)驗(yàn)的要求是小車質(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質(zhì)量都會導(dǎo)致這樣的結(jié)果；（3）該實(shí)驗(yàn)小車放到氣墊導(dǎo)軌上，沒有受到摩擦力的影響，所受空氣阻力可以忽略不計(jì)，所測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)通過傳感器測量的加速度是在F=mg/2作用下產(chǎn)生的，小車的質(zhì)量為M，所以小車的加速度為a=F/M=mg/2M,所以不需要m<<M；本實(shí)驗(yàn)通過傳感器直接測量出加速度和力的大小，所以動滑輪質(zhì)量不會帶來計(jì)算誤差；只要鉤碼重力夠大，就可以出現(xiàn)小車加速度大于g的情況。

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