Question

【題目】如圖所示是某同學設計的“驗證加速度a與力F、質量m的關系”的實驗裝置圖，如圖甲，實驗中認為細繩對小車的拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動的加速度可由紙帶求得。

(1)關于該同學對該實驗的認識，下列說法中不正確的是（____）

A．處理實驗數據時采用a–圖象，是為了便于根據圖線直觀地作出判斷

B．該實驗采用了控制變量的思想方法

C．平衡摩擦力時應該把打點計時器一端墊高，不掛砂桶時，小車能在木板上勻速運動

D．在研究a-F關系時，實驗中可以不測量砂和砂桶的總重力，繩中拉力F可以用測量的小車質量m和對應紙帶測得的加速度a的乘積計算得到，即F=ma可得拉力F。

(2)實驗室中所使用的打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，實驗中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=_________m/s2。（計算結果保留2位有效數字）

(3)某同學根據測得數據做出a-F圖像，如圖丙，此圖線的AB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．導軌保持了水平狀態

C．所掛砂和砂桶的總質量太大

D．所用小車的質量太大

(4)有同學甲和同學乙分別把得到的a和F數據做到同一個a-F圖像上，如圖丁所示，圖A、B分別是甲乙同學通過實驗得到的數據，由圖像可以看出，圖像都不過原點，原因是：

_______________________________________________________________________________

(5)由圖丁的圖像可知，他們使用的小車的質量分別為mA、mB，則他們的質量mA_______mB。（填“大于”、“等于”、“小于”）

Answer 1

【答案】D 0.88 C 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 小于

【解析】

（1）AB、本實驗的方法是控制變量法，因拉力F不變時，a和小車m成反比，則和成正比，研究正比性比反比性更直觀方便，AB正確；

C、平衡摩擦力時應該把打點計時器一端墊高，不掛砂桶時，小車能在木板上勻速運動，打出的紙帶點跡均勻，這樣就能保證，在將來掛砂桶后，小車收到的合力就是繩子的拉力，C正確；

D、本實驗目的是為了驗證加速度a與力F、質量m的關系，所以不能從結論出發計算拉力，D錯誤。

故本題不正確的選D。

（2）由逐差法可得：

（3）本實驗要探索“加速度和力的關系”所以應保持小車的總質量不變，鉤碼所受的重力作為小車所受合外力；由于OA段a-F關系為一傾斜的直線，所以在質量不變的條件下，加速度與外力成正比；設小車的質量為M，鉤碼的質量為m，由實驗原理得：，

而實際上

可見AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的，即小盤和砝碼的質量m太大，故C正確，ABD醋藕。

故選C。

（4）由圖像可知，只有力F達到一定值時，小車才會有加速度，故造成圖像不過原點的原因，是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

（5）圖像的斜率為質量的倒數，故。

故本題答案為：(1). D (2). 0.88 (3). C (4). 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 (5). 小于