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    【題目】為了探究加速度與力、質量的關系,甲、乙、丙三位同學分別設計了如圖所示的實驗裝置,小車總質量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器,丙圖中M包括小車和與小車固連的滑輪),鉤碼總質量用m表示。

    (1) .為便于測量合外力的大小,并得到小車總質量一定時,小車的加速度與所受合外力成正比的結論,下列說法正確的是____

    A.三組實驗中只有甲需要平衡摩擦力

    B.三組實驗都需要平衡摩擦力

    C.三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質量m遠小于小車的總質量M的條件

    D.三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質量m遠小于小車的總質量M的條件

    (2) .圖丁是用圖甲裝置中打點計時器所打的紙帶的一部分,O、A、B、C、DE為紙帶上六個計數點,加速度大小用a表示。則OD間的距離為________cm。圖戊是根據實驗數據繪出的st2圖線(s為各計數點至同一起點的距離),則加速度大小a________m/s2(保留3位有效數字)。

    (3) .若乙、丙兩位同學發現某次測量中力傳感器和彈簧測力計讀數相同,通過計算得到小車加速度均為a,g為當地重力加速度,則乙、丙兩位同學實驗時所用小車總質量之比為__________。

    【答案】BC; 1.20; 0.933; 1:2;

    【解析】

    (1) 根據實驗原理,即可判定是否需要平衡摩擦力,及確定所掛鉤碼的總質量m與小車的總質量M的關系;

    (2) 由圖示刻度尺求出OD間的距離,應用勻變速直線運動的速度位移公式可以求出圖象的函數表達式,然后求出加速度;

    (3)根據牛頓第二定律,結合動滑輪的拉力是測力計的示數2倍,從而即可求解。

    (1) A、B項:為便于測量合外力的大小,甲圖通過鉤碼的總質量對應的重力即為合外力,

    而乙圖是力傳感器的示數,丙圖則是測力計的2倍,因此它們都必須平衡摩擦力,故A錯誤,B正確;

    C、D項:由于甲圖通過鉤碼的總質量對應的重力即為合外力,因此三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質量m遠小于小車的總質量M的條件,故C正確,D錯誤。

    故選:BC。

    (2) 由圖示刻度尺可知,OD間的距離為:2.20cm-1.00cm=1.20cm;

    小車做初速度為零的勻加速直線運動,則: 由圖示圖象可知:,則a=2k=2 ;

    (3) 乙、丙兩位同學發現某次測量中力傳感器和測力計讀數相同,且通過計算得到小車加速度均為a,

    根據牛頓第二定律,則有:F=Ma,2F=Ma;

    因此乙、丙兩人實驗時所用小車總質量之比為1:2;

    由牛頓第二定律,對砝碼研究,則有mg-F=ma,

    mg-F=m2a,

    解得,m:m=1:2。

    練習冊系列答案
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    B. 外力F做的功等于AB的動能增量之和

    C. BA的摩擦力做正功,AB的摩擦力做負功

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    實驗一

    序號

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    電壓U(V)

    0.80

    1.20

    1.60

    2.20

    2.50

    2.80

    電流I(A)

    0.10

    0.15

    0.20

    0.27

    0.31

    0.35

    實驗二

    序號

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    電壓U(V)

    0.80

    1.20

    1.60

    2.20

    2.50

    2.80

    電流I(A)

    0.09

    0.13

    0.18

    0.24

    0.28

    0.31

    由數據可知,該同學采用滑動變阻器的 接法(填限流式分壓式);

    由數據可知,利用 (填實驗一實驗二)的數據計算所得結果更接近合金絲電阻的真實值。

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