(13分)如图所示为”探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器

◎ 题目

(13分)如图所示为”探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电.小车的质量为,小盘(及砝码)的质量为

(1)下列说法正确的是_______。
A.为平衡小车与水平木板之间摩擦力,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂小盘(及砝码)的情况下使小车恰好做匀速运动
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验应远大于
D.在用图像探究加速度与质量关系时,应作图像
(2)实验中,得到一条打点的纸带,如图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为,且间距已量出,则计算小车加速度的表达式为=_________________;
(3)某同学在平衡摩擦力后,保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度与砝码重力的图象如图所示,若牛顿第二定律成立,重力加速度,则小车的质量为__________kg.小盘的质量为__________kg.(结果保留两位有效数字)
(4)如果砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增加,会趋近于某一极限值,此极限值为_________________。

◎ 答案

(1) AD(3分) (2)(3分) 
(3)2.0或2.1(2分);0.0600.063  (2分)   (4)重力加速度(3分)

◎ 解析


试题分析:(1)在平衡摩擦力时,不能挂托盘和砝码,故A正确。平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:,可以约掉,只需要平衡一次摩擦力,每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力,故B错误。只有满足应远小于的条件,才能认为托盘和砝码的重力等于小车的拉力,故C错误。“探究加速度与质量的关系”时拉力不变,即不变,应作图象,故D正确。故选AD。
(2)根据匀变速直线运动的推论公式,六组数据应该用逐差法求平均加速度,因此在本题中有:
(3)对图象来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,图象的斜率为:,故小车质量为:时,产生的加速度是由于托盘作用产生的,故有:,解得:(对图中的数据读取不一样,可有一定范围).
(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,则外力增大,曲线不断延伸,那么加速度趋向为

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