Question

【题目】某同学用如图所示的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。

（1）该同学在实验前准备了图甲所示的实验装置及下列辅助器材：

A. 交流电源、导线

B. 天平（含配套砝码）

C. 秒表

D. 刻度尺

E. 细线、砂和小桶

其中不必要的器材是_________（填代号）。

（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。图乙为实验中打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02 s。分析此条纸带可知：相邻计数点间的时间间隔是_________s，计数点2对应的小车的瞬时速度大小为________m／s，小车的加速度大小为_______m／s2。

（3）在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某同学根据实验数据做出了如图丙所示的a—F图像，其中图线不过原点的原因是_____________________，图线在末端弯曲的原因是__________________。

Answer 1

【答案】 （1）C （2）0.1 0.64 6.4 （3）平衡摩擦力过度 没有满足砂和小桶的总质量远小于小车的总质量的条件

【解析】（1）因打点计时器能记录时间，则不需秒表，故选C.

（2）打点计时器使用交流电源的频率是50Hz，打点计时器的打点周期是0.02s．由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．v2==0.64 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得： ．

（3）由图丙所示图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；

该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶的质量太大时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即砂和砂桶的质量增大，逐渐地砂和砂桶的质量不再满足小车质量远大于砂和砂桶的质量，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．