Question

【題目】為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)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(zhì)量用m表示。

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

A.三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要平衡摩擦力

B.三組實(shí)驗(yàn)都需要平衡摩擦力

C.三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件

D.三組實(shí)驗(yàn)都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件

(2) .圖丁是用圖甲裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示。則OD間的距離為________cm。圖戊是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s－t2圖線(s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，則加速度大小a＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字)。

(3) .若乙、丙兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測(cè)量中力傳感器和彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同，通過(guò)計(jì)算得到小車加速度均為a，g為當(dāng)?shù)刂亓�加速度，則乙、丙兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為__________。

Answer 1

【答案】BC； 1.20； 0.933； 1:2；

【解析】

(1) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(zhì)量m與小車的總質(zhì)量M的關(guān)系；

(2) 由圖示刻度尺求出OD間的距離，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可以求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出加速度；

(3)根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合動(dòng)滑輪的拉力是測(cè)力計(jì)的示數(shù)2倍，從而即可求解。

(1) A、B項(xiàng)：為便于測(cè)量合外力的大小，甲圖通過(guò)鉤碼的總質(zhì)量對(duì)應(yīng)的重力即為合外力，

而乙圖是力傳感器的示數(shù)，丙圖則是測(cè)力計(jì)的2倍，因此它們都必須平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確；

C、D項(xiàng)：由于甲圖通過(guò)鉤碼的總質(zhì)量對(duì)應(yīng)的重力即為合外力，因此三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件，故C正確，D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，則： 由圖示圖象可知：，則a=2k=2 ；

(3) 乙、丙兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測(cè)量中力傳感器和測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同，且通過(guò)計(jì)算得到小車加速度均為a，

根據(jù)牛頓第二定律，則有：F=M乙a，2F=M丙a；

因此乙、丙兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為1：2；

由牛頓第二定律，對(duì)砝碼研究，則有m乙g-F=m乙a，

而m丙g-F=m丙2a，

解得，m乙：m丙=1：2。