◎ 题目

某同学在“研究小车的加速度与质量关系“的探究实验中，使用的装置如图所示．他将光电门固定在光滑水平轨道上的某点B，用同一重物拉不同质量的小车，每次小车都从同一位置A由静止释放． （1）若遮光板的宽度d=1.2cm．实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=4.0×10-2s，则小车经过光电门时的瞬时速度为______m/s； （2）若再用米尺测量出光电门到小车出发点之间的距离为s，则计算小车加速度大小的表达式为a=______（各量均用字母表示）； （3）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为______； （4）测出对应不同质量的小车上遮光板通过光电门的时间△t，然后经过数据分析得出（△t）2与小车的质量M成正比．则能得出的结论是______．

◎ 答案

（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故 v= d △t = 1.2×0.01m 4.0×10-2s =0.30m/s （2）根据速度位移关系公式v2=2as，有 a= v2 2s = d2 2s(△t)2 ； （3）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= mMg m+M 当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力； （4）根据速度位移关系公式v2=2as，v2∝a； 根据公式v= △d t ，v∝ 1 t ； 经过数据分析得出（△t）2与小车的质量M成正比，即（△t）2∝M； 故a∝ 1 M ； 故答案为：（1）0.30； （2） d2 2s(△t)2 ；（3）m＜＜M；（4）外力不变时，物体运动的加速度与质量成反比．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某同学在“研究小车的加速度与质量关系“的探究实验中，使用的装置如图所示．他将光电门固定在光滑水平轨道上的某点B，用同一重物拉不同质量的小车，每次小车都从同一位置A由静…”主要考查了你对  【实验：探究加速度与力、质量的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。