Question

某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質量m關系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為
50Hz）
（l）下列措施中不需要或不正確的是

BCDE

（多選）
A．首先要平衡摩擦力，使細繩對小車的拉力就是小車受到合力
B．平衡摩擦力的方法就是掛上小桶使小車能勻速滑動
C．每次改變拉小車拉力后都需要重新平衡摩擦力
D．每次小車都要從同一位置開始運動
E．實驗中應先放小車，然后再開打點汁時器的電源
（2）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，實驗數據如圖，圖中相鄰計數點之間還有4個點未根據紙帶可求出小車的加速度大小為

0.51

m/s²．（保留二位有效數字）

（3）某組同學實驗得出數據，畫出的a-1/M的關系圖線，如圖所示．從圖象中可以看出，作用在物體上的恒力F=

5

N．當物體的質量為5kg時，它的加速度為

1

m/s²．

Answer 1

分析：（1）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注意事項．
平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．
平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．
操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．小車的加速度應根據打出的紙帶求出．
（2）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的兩個推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．
（3）a-

1

m

的關系圖線是一條過坐標原點的直線說明物體所受的合力是定值，根據牛頓第二定律F=ma即可求出恒力的大小，進而求出物體的為5kg時的加速度．

解答：解：（1）A、在實驗中，為減小實驗誤差，要把斜面沒有滑輪的一端墊高一些，以平衡摩擦力，使小車受到合力等于繩對小車的拉力．故A正確．
B、平衡摩擦力時，不需掛砂和小桶．故B錯誤．
C、平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，設木板與水平面間的夾角是θ，有：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．故C錯誤．
D、每次小車都不需要從同一位置開始運動，紙帶上看點就行，不用管開始位置．故D錯誤．
E、操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．并且所有應用打點計時器的實驗都是這么做的．故E錯誤．
故此小題應選：BCDE
（2）相鄰計數點之間還有4個點未畫出，說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s
利用勻變速直線運動的兩個推論得出：
a=

△x

t2

=

(7.21-6.70)×10-2

(0.1)2

m/s2=0.51m/s2
（3）由于圖可知a-

1

m

的關系圖線是一條過坐標原點的直線說明物體所受的合力是定值，
當物體的加速度a=2m/s²時物體的質量m=

1

0.4

kg，
根據牛頓第二定律F=ma可得作用在物體上的恒力F=ma=

1

0.4

×2=5N．
根據牛頓第二定律F=ma可得a=

F

m

=

5

5

=1m/s²
故答案為：
（1）BCDE
（2）0.51
（3）5N，1m/s²

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．