Question

甲、乙两位同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图所示的实验装置。

①实验时他们先调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是              。

②此后，甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片。在小车质量一定的情况下，多次改变配重片数量，每改变一次就释放一次小车，利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带。下图是其中一条纸带的一部分，O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。通过对纸带的测量，可知小车运动过程中的加速度大小

为       m/s²（保留2位有效数字）。

③根据多条纸带的数据，甲同学绘制了小车加速度与小车所受拉力（测量出配重的重力作为小车所受拉力大小）的a-F图象，如图所示。由图象可知       。（选填选项前的字母）

A．当小车质量一定时，其加速度与所受合外力成正比

B．当小车所受合外力一定时，其加速度与质量成反比

C．小车的质量约等于0.3kg

D．小车的质量约等于3.3kg

④乙同学在实验时，因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验。他首先将钩码全部挂上，用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带，并计算出小车运动的加速度；之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上，重复多次实验，且每次实验前均调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动。根据测得的数据，绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线。关于这一图线下列说法错误的是       。（选填选项前的字母）

A．可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和

B．只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时，该图线才是一条直线

C．无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量，该图线都是一条直线

Answer

①为了平衡小车运动过程中所受摩擦力；②0.50(或0.49)；③AC；④B

【解析】

试题分析：①这样做的目的是为了平衡小车运动过程中所受摩擦力；②因为OA=2.86cm，AB=3.35cm，BC=3.85cm，T=0.1s，根据，解得；③由图象可知，当小车质量一定时，其加速度与所受合外力成正比，选项A正确，B错误；由图线可知：，则m=0.27kg，故选项C正确，D错误；故选AC；④对整个系统来说，系统的总质量保持不变，总等于5个砝码的质量与小车质量的和，故根据小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线，也就是a-F图线斜率的倒数可求得小车和5个钩码质量之和；因对系统进行研究且保持系统的总质量不变，故砝码的重力总等于系统的牵引力，故无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量，该图线都是一条直线，选项D正确，B错误；故选B.

考点：验证牛顿第二定律