Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)使用了如圖 1 所示的裝置，打點計時器使用的交流電頻率為 50Hz，砂和砂桶的總質(zhì)量為 m，小車的質(zhì)量為 M。

（1）該同學(xué)按打點先后順序每隔4個點取1個計數(shù)點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數(shù)點，如圖所示，用刻度尺量出、、、由此可知，打C點時紙帶的速度大小為_______________，紙帶運動的加速度大小為_______________。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（2）該同學(xué)要探究小車的加速度 a 和質(zhì)量 M、合外力 F 的關(guān)系，應(yīng)用了______________法的科學(xué)方法；若該同學(xué)要探究加速度 a 和拉力 F 關(guān)系，應(yīng)該保持______________不變；

（3）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了 a﹣F 圖象，如圖 3 所示，則圖中直線不過原點的原因可能是____________．

（4）此圖線的末段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是： ______________

A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．砂和砂桶的總質(zhì)量太大 D．所用小車的質(zhì)量太大．

Answer 1

【答案】（1）0.250.40 （2）控制變量小車的質(zhì)量 M（3）平衡摩擦力過度（4）C

【解析】

（1）根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出A點的瞬時速度，通過逐差法，運用相鄰相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度；（2）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法；（3）（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象結(jié)合圖象確定誤差原因。

（1）由于兩相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出，所以兩相鄰計數(shù)點時間間隔為：T=0.1s．利用勻變速直線運動的推論得：，根據(jù)勻變速直線運動的推論，得：；（2）該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細線對車的拉力F不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變，故采用了控制變量法；（3）圖中當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力過度；（4）直線發(fā)生彎曲的原因是沒有滿足小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量的條件，故C正確，ABD錯誤，故選C。