Question

某兴趣小组要探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置．图中小车的总

某兴趣小组要探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置．图中小车的总质量用M表示，钩码的总质量用m表示．要顺利完成该实验，则：（1）还需要的测量工具有刻度尺、______．（2）为使小车所受合外力约等于钩码所受的总重力，应满足的条件有______A．要垫高木板，平衡摩擦力B．小车的总质量M远大于钩码的总质量mC．钩码的总质量m远大于小车的总质量MD．应调整使细绳与木板平行（3）在该实验中，所用交流电的频率为50Hz．某次实验中得到的一条纸带如图2所示，从比较清晰的某点起，取五个计数点，分别标明0、1、2、3、4．量得s1=2.15cm，s2=2.90cm，s3=3.70cm，s4=4.40cm，则打点“3”时小车的瞬时速度大小为______m/s和用逐差法求得小车的加速度大小为______m/s2．（结果均保留三位有效数字）

Answer 1

（1）根据牛顿第二定律F=ma可知，需要知道小车的质量，故要利用天平测物体的质量．
故需要的测量工具还有天平．
（2）A、为使小车所受合外力等于细线的拉力，所以必需有小车的重力沿轨道的分力等于轨道对小车的摩擦力，所以做实验时必需液仿平衡摩擦力．故A正确
B、以钩码作为研究对象有mg-F_T=ma
以小车作为研究对象有F_T=Ma
联立以上两式可得F_T=

mMg

m+M

要绳子的拉力等于钩码的重力，即

mMg

m+M

=

mg

1+ m M

≈mg，
则有M＞＞m；故B正确，C错误
D、应调整使细绳与木板平行，故D正确
故选：ABD．
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求闹罩纤出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．
v₃=

s3+s4

2T

=

0.0370+0.0440

2×0.1

=0.405m/s
由于每相邻两个计数点间还有4个点，闷握所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：s₃-s₂=2a₁T² 
s₄-s₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

x24?x02

4T2

=

(0.0370+0.0440)?(0.0215+0.0290)

4×(0.1)2

m/s²=0.763m/s²
故答案为：（1）天平； （2）ABD；  （3）0.405；   0.763