Question

【題目】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.

（1）實(shí)驗(yàn)時，需要滿足的條件或正確進(jìn)行的操作是________.

A．實(shí)驗(yàn)中一定要保證鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M.

B．將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高，完成平衡小車摩擦力的步驟.

C．讓小車靠近打點(diǎn)計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數(shù).

D．改變鉤碼的質(zhì)量，相對應(yīng)打出幾條紙帶.

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，已知打點(diǎn)計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算點(diǎn)4的速度為v4＝________m/s，加速度 a＝________ m/s2 (均保留三位有效數(shù)字)．

（3）以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a - F圖像是一條直線，測得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M =________．

Answer 1

【答案】（1）BD； （2）0.314， 0.496（0.493~0.499）；（3）1/k．

【解析】

（1）因?yàn)橛欣�力傳感器，拉力可以直接讀出來，所以不需要保證鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，A錯誤；為了保證鉤碼對小車的拉力為小車受到的合外力，故需要平衡摩擦力，即將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高，B正確；打點(diǎn)計時器運(yùn)用時，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，C錯誤；改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，D正確．

（2）由于兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，故兩點(diǎn)之間的時間間隔為T=5×0.02s=0.10s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的速度等于平均速度可知，，取六段距離，采用兩分法，由可得：．

（3）根據(jù)牛頓第二定律可得，對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，彈簧測力計的示數(shù)F為小車質(zhì)量的倒數(shù)，故小車質(zhì)量為．