◎ 题目

如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得． （1）关于该实验，下列说法中正确的是______． A．砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力 B．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 C．电火花计时器使用交流电源 D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持水平 （2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据完成表格中空白处． 计数点 1 2 3 4 5 6 瞬时速度/（ m?s-1） 0.165 0.215 ______ 0.314 0.364 0.413 由纸带求出小车的加速度a=______ m/s2  （加速度a保留2位有效数字） （3）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表： 次数 1 2 3 4 5 小车的加速度a/（ m?s-2） 1.25 1.00 0.80 0.50 0.40 小车的质量m/kg 0.400 0.500 0.625 1.000 1.250Z 小车质量的倒数m-1/kg-1 2.50 2.00 1.60 1.00 0.80 利用上表数据，在坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系，作出直观反映a与m关系的图象． ______ （4）上题中该小车受到的拉力F为______N．

◎ 答案

（1）A、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． 设小车的质量为M，砝码和小桶的质量为m，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 = mg 1+ m M 当m＜＜M时，即当砝码和小桶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小桶的总重力． 故A、B正确． C、电火花和电磁计时器都使用交流电源．故C正确． D、木板D的左端被垫高后，如果细线应保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力．小车的合力就不能正确测量．故D错误． （2）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s． 根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度． v3= x24 t24 = 0.0240+0.0288 0.2 m/s=0.264m/s 选一段过程运用加速度公式：a= △v △t =0.50m/s2． （3）直观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系，即画出直线图象．见图 （4）根据牛顿第二定律：F=ma得出： 上题中该小车受到的拉力F为0.5N． 故答案是：（1）选ABC． （2）0.264，0.5 （3）见上图 （4）0.5

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳…”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。