Question

【題目】小明同學用如圖甲所示的裝置進行“探究加速度與力、質量的關系”的實驗．

（1）在探究加速度與質量的關系時，下列做法中正確的是
A.平衡摩擦力時，不應將裝砝碼的砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時，都需要重新平衡摩擦力
C.實驗時，先接通打點計時器電源，再放開小車
D.小車運動的加速度可由牛頓第二定律直接求出
（2）通過對小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的加速度a．如圖乙是某次實驗所打出的一條紙帶，在紙帶上標出了5個計數點，在相鄰的兩個計數點之間還有4個打印點未標出，計時器打點頻率為50Hz，則小車運動的加速度為m/s2 ， 打點計時器打下點3時小車的瞬時速度為m/s（結果保留兩位有效數字）．
（3）在探究加速度與力的關系時，通過數據的處理作出了a﹣F圖象，如圖丙所示，則
①圖中的力F理論上指 ， 而實驗中卻用表示．（選填字母符號）
A．砝碼和砝碼盤的重力 B．繩對小車的拉力 C．小車的重力
②此圖中直線發生彎曲的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）A,C
（2）0.45,0.49
（3）B,A,砝碼和砝碼盤的質量不滿足遠小于小車質量
【解析】解：（1）A、平衡摩擦力時，裝砝碼的砝碼盤不能用細繩通過定滑輪系在小車上，只能將小車和紙帶相連后去平衡摩擦力，故A正確；

B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質量時不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；

C、在本實驗中為了更穩定打點，并且增長紙帶的有效長度，故應先打開電源，再放小車，故C正確；

D、如果根據牛頓第二定律求解加速度，則失去了驗證加速度與力和質量間關系的意義，加速度根據打點計時器打出的紙帶計算，故D錯誤；

故選：AC（2）每打五個點取一個計數點，又因打點計時器每隔0.02s打一個點，所以相鄰兩計數點間的時間T=0.1s；

在勻變速直線運動中連續相等時間內的位移差為常數即：△x=aT2，

逐差法知：a= = = =0.45

根據勻變速直線運動中，中間時刻的速度等于該過程中的平均速度有：

；（3）①圖中的力F理論上指繩對小車的拉力，即B，而實驗中卻用砂和砂桶的重力，即A．②設小車的加速度為a，繩子拉力為F，以砝碼和砝碼盤為研究對象得：

mg﹣F=ma

以小車為研究對象F=Ma

解得：a=

故：F=Ma= 所以要使得繩子拉力等于砝碼和砝碼盤的重力大小，必有m＜＜M，

而不滿足m＜＜M時，隨m的增大物體的加速度a逐漸減小．

故圖象彎曲的原因是：砝碼和砝碼盤的質量不滿足遠小于小車質量．

所以答案是：（1）AC；（2）0.45，0.49；（3）①B，A； ②砝碼和砝碼盤的質量不滿足遠小于小車質量