题目

题型：不详难度：来源：

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

小题1:当M与m的大小关系满足_      _时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
小题2:一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与         的图象．

小题3:如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F线，说明实验存在的问题是_        __ ．
小题4:乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？答：                              。
小题5:一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系,以下做法正确的是:(    )

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差

D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a＝mg/M求出。

小题6:已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=           。（结果保留三位有效数字）

答案

小题1:M?m
小题2:
小题3:平摩擦力时木板倾角过大
小题4:两小车及车上砝码的总质量不同
小题5:BC
小题6:a=  1.58m/s²

解析

：（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉== 
当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但a= ，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-图象．
（3）图B中图象与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（4）由图可知在拉力相同的情况下a_乙＞a_甲，
根据F=ma，即a-F图象的斜率等于物体的质量，且m_乙＜m_甲．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同
（5）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正确．
C、实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差,故C正确．
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式a=mg/M求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．
（6）相邻两计数点间还有四个打点未画出，说明相邻两计数点间时间间隔为0.1s．
根据运动学公式△x=at²得：a=1.58m/s²