Question

“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖（1）所示．

①在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖（2）所示，打點計時器打點的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離如圖中標示，該小車的加速度a=

0.16

m/s²．（結果保留兩位有效數字）
②平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的數量，多次重復測量，在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖（3）所示）．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

C

A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導軌保持了水平狀態
C．砝碼盤和砝碼的總質量太大
D．所用小車的質量太大．

Answer 1

分析：（1）小車做勻加速直線運動，可利用勻變速直線運動的推論△x=aT²求解加速度．
（2）根據圖象得出變量之間的關系，知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件．

解答：解：（1）每5個點取一個計數點，相鄰計數點之間時間間隔是0.1s
設第一段位移為x₁，第二段位移為x₂，由：△x=aT²得：
a=

x2-x1

T2

=

0.0368-0.0352

0．12

m/s2=0.16m/s2
（2）數據處理時：設小車的質量為M，砝碼和托盤的總質量為m，F=mg由牛頓第二定律得：
小車的加速度為：a=

F

M

=

mg

M

這是理論值．
由牛頓第二定律得
對于小車個鉤碼組成的整體：a=

F

M+m

=

mg

m+M

這是真實值．
所以：只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

m+M

≈

mg

M

a與F才成線性關系．
所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．
A：圖象是從零點開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．故A錯誤．
B：圖象是從零點開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．導軌水平無影響．故B錯誤．
C：只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

m+M

≈

mg

M

a與F才成線性關系．所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．故C正確．
D：只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

m+M

≈

mg

M

a與F才成線性關系．故小車質量大更容易滿足M＞＞m．故D錯誤．
故選：C
 答案為（1）0.16  （2）C

點評：①要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
②不管是考查什么實驗，首先要找到實驗原理，我們就可以根據實驗原理找需要的實驗儀器，找實驗時需要注意的問題，列式求解一些需要的物理量．