题目内容
16．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：
（1）当m与M的大小关系满足M＞＞m时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法正确的是：BC
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a=$\frac{mg}{M}$求出．
（3）乙图为本实验中接在50Hz的低压交流电上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但第3个计数点没有画出，设计数点1和2间距为S1，计数点4和5间距为S4由图数据可得计算加速度的表达式是a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$：该物体的加速度为0.74m/s2；（所有结果均保留两位有效数字）
分析 当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．平衡摩擦力时，不能挂盘；实验过程中，应保证绳和纸带与木板平行；小车的加速度应由纸带求出，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2求解加速度．
解答 解：（1）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，则绳子的拉力T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$，
当M＞＞m时，认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）A、平衡摩擦力时，不能将及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上．故A错误．
B、改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力．故B正确．
C、实验时，要保证绳和纸带均与木板平行，否则拉力不等于合外力．故C正确．
D、小车运动的加速度通过纸带求出，不能通过a=$\frac{mg}{M}$求出．故D错误．
故选：B．C
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，有：s4-s1=3aT2
解得：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$，
代入数据得：a=$\frac{0.0583-0.0362}{0.03}$=0.74m/s2
故答案为：（1）M＞＞m；（2）BC；（3）a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$；0.74
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解加速度，关键是匀变速直线运动的推论的运用，难度适中．
练习册系列答案
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13．
如图所示，一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F作用而处于静止状态，下列判断正确的是（ ）
如图所示，一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F作用而处于静止状态，下列判断正确的是（ ）| A． | 墙面与木块间的弹力可能为零 | |
| B． | 墙面对木块的摩擦力不可能为零 | |
| C． | 在推力F逐渐增大过程中，木块将始终维持静止 | |
| D． | 木块所受墙面的摩擦力随推力F 的增大而变化 |
14．
如图所示，一小球质量为m，如果以竖直向上的速率v0由地面抛出，小球以速率$\frac{3}{4}$v0落回地面．已知小球在运动过程中所气阻力的大小保持不变，重力加速度为g则（ ）
如图所示，一小球质量为m，如果以竖直向上的速率v0由地面抛出，小球以速率$\frac{3}{4}$v0落回地面．已知小球在运动过程中所气阻力的大小保持不变，重力加速度为g则（ ）| A． | 空气阻力的大小等于$\frac{7}{16}$mg | |
| B． | 小球运动到最高点时距地面的高度为$\frac{25{{v}_{0}}^{2}}{64g}$ | |
| C． | 小球上升过程中阻力的平均功率大于下落过程的平均功率 | |
| D． | 小球上升过程中阻力的平均功率等于下落过程的平均功率 |
在“用DIS描绘电场的等势线”的实验中，电源通过正负电极在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个等量导种点电荷产生的静电场．
如图所示，两个带有同种电荷的小球A、B，其电荷量均为q=2×10-5C，电荷B的质量m=0.1kg，电荷A固定于绝缘座上，在它正上方的电荷B放在一块绝缘板上，现使绝缘板从静止开始以a=6m/s2的加速度竖直向下做匀加速运动，直到电荷B恰好脱离绝缘板，这一过程电荷B克服外力（除重力外所有的力）做的功W=5.8J．取重力加速度g=10m/s2，静电力常量k=9×109N•m2/C2．求：