Question

【題目】如圖1所示為探究物體運動加速度與物體質量，物體受力關系的實驗裝置，砂和砂桶質量用m表示，小車和車上所加砝碼總質量用M表示，小車運動加速度用a表示．

（1）實驗過程中需要適當抬起長木板的一端以平衡小車所受的摩擦力，該步驟中木板被抬起的角度與小車質量（選填“有關”或“無關”）
（2）在探究加速度與小車受力關系的過程中，甲和乙兩小組分別用下列兩組數據進行實驗操作，其中你認為合理的是（選填“甲”或“乙”）
M甲=500g M乙=500g

甲m（g）	20	22	24	26
乙m（g）	20	30	40	50

（3）在探究加速度與小車質量的過程中，應保持不變，通過增減小車中砝碼改變小車質量M，實驗測出幾組a、M數據，下列圖線能直觀合理且正確反映a﹣M關系的是

（4）圖3為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz．根據紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2 ． （結果保留二位有效數字）

Answer 1

【答案】
（1）有關
（2）乙
（3）砂和砂筒質量,C
（4）3.2
【解析】解：（1）做該實驗需要平衡摩擦力，所以在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一木塊，反復移動木塊的位置，讓小車做勻速直線運動，此時滿足：

mgsinθ=μmgcosθ

由等式可知，平衡摩擦力時，與小車的質量無關．（2）在在探究加速度與小車受力關系實驗的過程中，測量的數據要有明顯的變化，才能使實驗更有說服力．從表格中的數據來看，甲的實驗過程中拉力的大小變化很小，則加速度的變化也會很小，這樣的實驗誤差可能會比較大，是不合理的．相比之下，乙的數據更合理．（3）在研究加速度跟小車質量M的關系時，保持砂和砂筒質量m不變，改變小車質量M，在小車質量M遠大于砂桶及砂桶中砂質量m時，

即當滿足Mm時，可以認為小車受到的拉力（合力）F=mg，此時加速度a與小車質量M成反比，與拉力成正比，以 橫軸，a為縱軸，則a﹣ 圖象應是過原點的直線，當小車質量M不遠大于重物質量m時，小車受到的拉力明顯小于重物重力，a﹣ 圖象向下彎曲．

故選：C．（4）相鄰計數點之間還有1個點，說明相鄰的兩個計數點時間間隔為0.04s

運用勻變速直線運動的公式△x=at2

a= = = =3.2m/s2；

所以答案是：（1）無關；（2）乙；（3）砂和砂筒質量、C；（4）3.2