Question

【題目】某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系．圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼．本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑．
②將n（依次取n=1，2，3，4，5）個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N﹣n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行．釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s﹣t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a．
（1）對應(yīng)于不同的n的a值見下表．n=2時(shí)的s﹣t圖象如圖（b）所示；由圖（b）求出此時(shí)小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表．

n	1	2	3	4	5
a/ms﹣2	0.20		0.58	0.78	1.00

（2）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a﹣n圖象．從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比．
（3）利用a﹣n圖象求得小車（空載）的質(zhì)量為 kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8ms﹣2）．
（4）若以“保持木板水平”來代替步驟①，下列說法正確的是 （填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)）
A.a﹣n圖線不再是直線
B.a﹣n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)
C.a﹣n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大．

Answer 1

【答案】
（1）

解：物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)的x﹣t圖象為曲線，由圖象可知，

當(dāng)t=2.0s時(shí)，位移為：x=0.80m；則由x= at2，據(jù)得：a=0.40m/s2

（2）

解：在圖C中作出點(diǎn)（2，0.40），并用直線將各點(diǎn)相連，如圖所示

（3）0.45
（4）B,C
【解析】解：（3）由圖c可知，當(dāng)n=4時(shí)，加速度為0.78m/s2 ， 由牛頓第二定律可知：
4×0.01×9.8=（m+5×0.01）×0.78，解得：m=0.45kg； （4）若木板水平，則物體將受到木板的摩擦力；則有：
nm0g﹣μ[m+（5﹣n）m0g]=（m+5m0）a；
a= ﹣ = n﹣ ，
故說明圖象仍為直線，但不再過原點(diǎn)；并且斜率增大；故BC正確；故選：BC；
故答案為：（1）0.40； （2）如圖所示；（3）0.45；（4）BC．
（1）根據(jù)x﹣t圖象的性質(zhì)可明確各時(shí)刻對應(yīng)的位移，根據(jù)位移公式可求得加速度；（2）將點(diǎn)（2，0.40）作出，并用直線將各點(diǎn)連接即可得出圖象；（3）找出圖象上的點(diǎn)，根據(jù)圖象的性質(zhì)以及牛頓第二定律列式，即可求出小車的質(zhì)量；（4）對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，明確摩擦力帶來的影響；根據(jù)牛頓第二定律可明確圖象的變化情況．