實驗四探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系1.(1)BC(2)2.4(3)2k-m[解析](1)由題圖可知,細(xì)繩上的拉力大小由傳感器讀出,不需要用砂和砂桶的重力代替細(xì)繩上的拉力,因此實驗中不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量m,A錯誤;為了使小車受到的合力為力傳感器示數(shù)的2倍,應(yīng)平衡摩擦力,因此實驗前需要將帶滑輪的長木板右端墊高,以補償阻力,B正確;為了充分利用紙帶,獲取更多的數(shù)據(jù),實驗時小車應(yīng)靠近打點計時器,應(yīng)先接通電源,待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車,C正確;細(xì)繩上的拉力大小由傳感器讀出,因此實驗中不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M,D錯誤.(2)紙帶上相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出,打點計時器所接交流電的頻率為50Hz,因此紙帶上相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s,由勻變速直線運動的推論Δx=aT2,可得小車的加速度大小為a=xBD-xOB4T2=(3)對小車和滑輪,由牛頓第二定律可得2F=(M+m0)a,整理可得a=2M+m0F,可知a-F圖線的斜率為k=2M+m2.(1)③①⑤④②(2)如圖所示(3)1.9×102(4)mgMd(5)[解析](1)實驗時先調(diào)節(jié)軌道水平,然后放好掛著槽碼的細(xì)線和滑塊,釋放滑塊后記錄通過光電門的時間,最后重復(fù)幾次實驗,則實驗操作正確的順序是③①⑤④②.(3)根據(jù)圖像求得圖線的斜率k=300-1001.67-0.6s-2=1.9×102s-2(4)根據(jù)mg=Ma、v=dt2=v0+at1,即1t2=mgMdt1+v0d,圖像的斜率k=mgMd,即在誤差允許范圍內(nèi),如果(3)(5)用槽碼的重力代替細(xì)線的拉力,則理論值偏大,從而使得圖線斜率的測量值總小于理論值.3.(1)B(2)dΔt(3)C(4)g[解析](1)該實驗的原理是在掛上托盤和砝碼的情況下使小車做勻速運動,即小車此時處于平衡狀態(tài),之后去掉托盤和砝碼,使小車做勻加速運動,由此可知,小車所受合外力即為托盤和砝碼的重力,因此,不需要滿足M?m的條件,故A錯誤;該實驗用到了光電門,測速原理是用小車上所安裝遮光條通過光電門的平均速度來代替小車的瞬時速度,因此,要使所測瞬時速度更接近真實值,遮光條的寬度要適當(dāng)小一些,故B正確;該實驗探究的是加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,每次小車是否從同一位置釋放并不影響實驗探究,故C錯誤.(2)小車通過光電門1時的速度大小為vA=dΔtA,小車通過光電門2時的速度大小為vB=dΔtB,根據(jù)vB2-v(3)圖乙中,縱軸表示加速度,橫軸表示托盤和砝碼的質(zhì)量,且圖像為過原點的傾斜直線,根據(jù)該實驗的原理有mg=Ma,變式得a=gMm,由此可知,小車的質(zhì)量一定,小車的加速度與其所受合外力成正比,故選C(4)根據(jù)a=gMm,可知圖像的斜率為k=gM,代入數(shù)據(jù)可得M=4.(1)平衡摩擦力(2)d22[解析](1)擋光片通過兩個光電門的擋光時間相等,表明物塊通過兩個光電門的時間相等,即物塊向下做勻速直線運動,此時,物塊重力沿木板向下的分力與木板對物塊的滑動摩擦力平衡,步驟②中,將長木板左側(cè)適當(dāng)墊高的目的是平衡摩擦力.(2)設(shè)木板的傾角為θ,平衡摩擦力時有Mgsinθ=μMgcosθ,對物塊與鉤碼構(gòu)成的整體,根據(jù)牛頓第二定律有nm0g+Mgsinθ-μMgcosθ=M+nm0a,物塊通過光電門的速度v=dΔt,根據(jù)位移與速度的關(guān)系式有v2=2ax0,解得Δt2=Md22x0m0g·1n+5.(1)4.0(3)d2(5)9.70(9.70~9.80均可)[解析](1)該游標(biāo)卡尺的精確度為0.1mm,其讀數(shù)為d=4mm+0×0.1mm=4.0mm.(3)通過光電門1時的速度為v1=dΔt1,通過光電門2時的速度為v2=dΔt2,從光電門1到光電門2有v22-v(5)設(shè)鐵片質(zhì)量為m0,小桶質(zhì)量為M,繩子拉力為FT,對右側(cè)有(5+n)m0g+Mg-FT=[(5+n)m0+M]a,對左側(cè)有FT-(5-