Question

【題目】某研究性學習小組分別用如圖所示的裝置進行以下實驗：“探究加速度與合外力的關系”。裝置中，小車質量為M，砂桶和砂的總質量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點計時器和紙帶測出�，F保持小車質量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質量m進行多次實驗，得到多組a、F值（F為彈簧測力計的示數）。

（1）為了減小實驗誤差，下列做法正確的是______________。

A．需平衡小車的摩擦力

B．砂桶和砂的總質量要遠小于小車的質量

C．滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕

D．先釋放小車，后接通打點計時器的電源

（2）某同學根據實驗數據畫出了如圖所示的一條過坐標原點的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應為______________。

A．

B．

C．

D．

（3）當砂桶和砂的總質量較大導致a較大時，圖線______________。

A．逐漸偏向縱軸

B．逐漸偏向橫軸

C．仍保持原方向不變

（4）圖為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AE=32.0 cm，打點計時器的頻率為50 Hz，小車的加速度為________m/s2。

Answer 1

【答案】AC D C 4

【解析】

解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．對小車列出牛頓第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函數表達式，然后即可得出橫軸坐標與斜率與什么物理量有關，從而得出結論；

根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小。

(1) 本實驗中彈簧秤的示數即為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量，但滑輪摩擦和繩子的重力會影響示數，所以滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕，實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理，

故應選AC；

(2) 對小車分析，應有F=Ma，解得：，由于圖線經過坐標原點，所以橫軸應為F，故D正確；

(3) 由于圖象的斜率為，所以增大沙和沙桶質量，k不變，仍保持原方向不變，所以C正確；

(4) 紙帶上面每打一點的時間間隔是0.02s，且每兩個記數點間還有四個計時點未畫出，T=0.1s，

連續(xù)相等時間內的位移差為△x=4cm=0.04m，根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可得：

。