Question

【題目】某物理課外小組利用圖中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪：輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質量均為0.010kg.實驗步驟如下:

(1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。

(2)將n(依次取n=1，2，3，4，5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n個鉤碼仍留在小車內，用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a.

(3)對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖所示，由圖求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結果填入下表________.

(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像________.從圖像可以看出：當物體質量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成________ (填“正比”或“反比”).

(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質量為______kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8m/s2)。

(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是（_________）(填入正確選項前的標號)。

A.a-n圖線不再是直線

B.a-n圖線仍是直線，但該直線不過原點

C.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大

D.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變小

Answer 1

【答案】0.39(0.37~0.49) 正比 0.45(0.43~0.47) BC

【解析】

(3)[1] 物體做勻加速直線運動，對應的x-t圖象為曲線，由圖象可知，當t=2.0s時，位移為：x=0.78m，由代入數(shù)據(jù)得：a=0.39m/s2；

(4)[2][3] 通過描點，并用直線將各點相連，如圖所示；

根據(jù)圖像可知，當物體質量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。

(5)[4] 由圖可知，當n=4時，加速度為0.78m/s2，由牛頓第二定律可知，即：

解得：。

(6)[5]平衡摩擦力后：

所以

以“保持木板水平”來代替步驟(1)，未平衡摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律

整理得到

所以a-n圖線仍是直線，但該直線不過原點，與原來相比，斜率變大，故AD錯誤BC正確。