题目内容
(6分)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示．已知小车质量M＝400g，砝码盘质量m0＝10 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．再接通电源，然后放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，调节垫块的位置，改变倾角，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答下列问题：(g=10m/s2)
(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_______(填“是”或“否”)．
(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2.此时砝码盘中所加砝码质量为________g
（1）否 （2）2.5 m/s2 90 g
【解析】
试题分析：（1）据题意，当小车做匀速下滑时有：
，当取下砝码盘及砝码，小车做匀加速下滑，则有：
，通过分析两式可得：
，所以当倾角一定时，砝码和砝码盘的重力之和等于小车的合力，所以不能要求砝码及砝码盘的总质量远小于小车质量。（2）通过纸带上的点可知相邻计数点之间时间间隔为
，可以求出小车加速度为：
，据（1）中分析可得：，即砝码质量为：
。
考点：本题考查探究加速度与合外力的关系。
(10分)如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度可由纸带求得。
⑴该同学对于该实验的认识，下列说法中正确的是 ；
A．该实验应用了等效替代的思想方法
B．该实验应用了控制变量的思想方法
C．实验时应先释放小车后接通电源
D．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，其前提必须保证砂和砂桶总质量远远大于小车的质量
⑵如图乙所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为s1，BD间的距离s2，则打B点时小车运动的速度vB＝ ，小车运动的加速度a＝ ；
⑶某实验小组在实验时保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示．根据表中数据，在图丙坐标纸中作出F不变时a与的图象。
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
小车加速度a/m·s－2 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
|
小车质量m/kg |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
|
|
3.50 |
3.00 |
2.50 |
2.00 |
1.40 |
1.00 |
 |
（1）一块多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，如图中虚线位置。为了较准确地进行测量，应换到_________挡，换挡后需要先进行 的操作，再进行测量。若正确操作后进行测量时表盘的示数如图，则该电阻的阻值是________Ω。
（2）某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验。入射球与被碰球半径相同。
① 实验装置如下图所示。先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从 C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是重锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。未放B球时，A球落地点是记录纸上的 点。
 | |||
 | |||
② 释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：OM=13.10cm，
OP=21.90cm，ON=26.04cm。用天平称得入射小球A的质量m1=16.8g，被碰小球B的
质量m2 = 5.6 g。若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的数据处理
表格填写完整。
| OP/m | OM/m | ON/m | 碰前总动量 p/ kg?m | 碰后总动量 p′/ kg?m | 相对误差 |
| 0.2190 | 0.1310 | 0.2604 | 3.68×10-3 |
根据上面表格中的数据处理数据，你认为能得到的结论是： 。
③ 实验中可以将表达式m1 v1 = m1 v1′+ m2 v2′转化为m1 s1 = m1 s1′+ m2 s2′来进行验证，其中s1、s1′、s2′为小球平抛的水平位移。可以进行这种转化的依据是 。
（请选择一个最合适的答案）
A．小球飞出后的加速度相同
B．小球飞出后，水平方向的速度相同
C．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比
D．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时间相同，所以水平位移与初速度成正比
④ 完成实验后，实验小组对上述装置进行了如下图所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）把半径相同的小球B 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A仍从原固定点由静止开始滚下， 与小球B 相碰后，两球撞在木板上得到痕迹 M和 N；（IV）用刻度尺测量纸上O点到M、P、N 三点的距离分别为y1、y2、y3。请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式： 。（小球A、B的质量分别为m1、m2）
