如图甲所示是研究小车加速度与力的关系的实验装置。木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受的拉力大小F,改变砂桶中砂的质量并多次实验。请回答下列问题:
(1)实验中需要________。
A.测量砂和砂桶的总质量
B.保持细绳与长木板平行
C.保持小车的质量不变
D.满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)如图乙所示为实验中得到的一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,打点计时器所接电源的频率为50 Hz,则打B点时小车的速度大小为________ m/s,小车的加速度大小为________ m/s2。
(3)实验中描绘出aF图像如图丙所示,图像不过原点的原因是__________________________。
(1)BC (2)0.416 1.48 (3)平衡摩擦力过度
【解析】:(1)实验中有拉力传感器,故不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量,也不需要用天平测出砂和砂桶的质量,A、D错误;保证绳子的拉力为合力,则需要平衡摩擦力,另外调整长木板上滑轮的高度使细绳平行于木板,B正确;本实验采用控制变量法,要研究小车加速度与力的关系,必须保持小车的质量不变,C正确。
(2)根据匀变速直线运动规律,中间时刻的瞬时速度等于这段的平均速度,则:vB= m/s=0.416 m/s,根据Δx=aT2可得 m/s2=1.48 m/s2。
(3)由题图丙可知,拉力为零时小车具有加速度,说明在平衡摩擦力时斜面倾角过大,即平衡摩擦力过度。
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质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a.当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a',则
A.a'=a B.a'<2a C.a'>2a D.a'=2a