Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置做 “探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗：

①下面列出了一些實驗器材：

電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外，還需要的實驗器材有：__________。（多選）

A．秒表 B．天平（附砝碼）

C．刻度尺（最小刻度為mm） D．低壓交流電源

②實驗中，需要平衡小車和紙帶運動過程中所受的阻力，正確的做法是 。

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時沿木板做勻速直線運動。

B．小車放在木板上，掛上砂桶，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運動。

C．小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動。

③實驗中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是__________。這樣，在改變小車上砝碼的質(zhì)量時，只要砂和砂桶質(zhì)量不變，就可以認(rèn)為小車所受拉力幾乎不變。

④實驗中需要計算小車的加速度。如圖所示，A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點，若相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T，A、B間的距離為x1，B、C間的距離為x2，則小車的加速度a=__________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則a=__________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

⑤某小組在研究“外力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)。在分析處理數(shù)據(jù)時，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧：甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量M的圖像，如圖甲，然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗證a與其質(zhì)量倒數(shù)是否成正比，并作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)的圖像，如圖乙所示。你認(rèn)為同學(xué) （選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

⑥另一小組在研究“小車質(zhì)量一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出a－F圖像，如圖所示。發(fā)現(xiàn)圖像既不過原點，末端又發(fā)生了彎曲，可能原因是________。

A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大

B．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過大，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

C．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小，且砂和砂桶的質(zhì)量較大

D．平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小，且小車質(zhì)量較大

Answer 1

【答案】①BCD ② C ③m<<M ④，0.56 ⑤乙 ⑥ C

【解析】試題分析：①實驗過程需要測出小車質(zhì)量、砂與砂桶質(zhì)量，因此實驗炫耀天平，處理實驗數(shù)據(jù)時需要測出計數(shù)點間的距離，實驗需要毫米刻度尺，電磁打點計時器需要使用低壓交流電源，故選BCD；

②實驗前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時要把小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動，故選C；

③當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量時可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂和砂桶所受的重力，因此實驗需要滿足的條件是：M＞＞m．

④由△x=at2可知，小車的加速度為：．

⑤由牛頓第二定律得：，由此可知：a與成正比，為方便實驗數(shù)據(jù)處理，應(yīng)作出a-圖象，因此同學(xué)乙的方案更合理；

⑥由圖示圖象可知，圖象沒有過原點，當(dāng)拉力大到一定值時才產(chǎn)生加速度，這是由于實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足即木板傾角過小造成的；由圖示圖象可知，當(dāng)F較大時圖象發(fā)生彎曲，這是由于砂與砂桶質(zhì)量過大造成的，故C正確，故選C．