Question

20．某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器（其接50Hz的交流电），C为装有钩码的小盘，D为一端带有定滑轮的长方形木板．

（1）实验中为了使钩码和小盘的总重力可以代替小车所受合外力，则ABC（填序号）．
A．必须先平衡小车与木板之间的摩擦力
B．必须使拉小车的细线与板面平行
C．必须使小车的质量远大于钩码和小盘的总质量
D．必须先接通打点计时器的电源，再释放纸带
（2）图乙为该同学某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为4.8m/s．也可以求出打点计时器打下D点时小车的速度为2.0m/s．（结果均保留2位有效数字）
（3）下表为该同学在保持钩码和小盘质量不变、改变小车质量m时，分别得到的小车加速度a与质量m的数据：

实验次数	l	2	3	4	5	6	7	8	9
小车加速度a/m•s-2	1.98	1.72	1.48	l.25	1.00	0.75	0.48	0.50	0.30
小车质量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	0.75	1.00	1.67

根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图丙的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力、质量关系实验，要平衡摩擦力，要控制小车质量远大于钩码与钩码盘的质量，要使细线与木板平行，根据实验注意事项分析答题．
（2）应用匀变速直线运动的推论求出小车的加速度与瞬时速度．
（3）应用描点法作出图象，根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象．

解答 解：（1）A、为使小车受到的合力等于细线的拉力，实验前必须先平衡小车与木板之间的摩擦力，故A正确；
B、实验前要调节滑轮的高度，使拉小车的细线与板面平行，故B正确；
C、要使小车受到的拉力近似等于钩码与钩码盘的重力，实验中必须使小车的质量远大于钩码和小盘的总质量，故C正确；
D、实验时要先接通电源然后释放小车，故D错误；故选ABC．
（2）由匀变速直线运动的推论△x=at²可知，加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0847-0.0619}{3×（2×0.02）^{2}}$≈4.8m/s²；
打下D点时的速度：v=$\frac{CE}{4T}$=$\frac{0.0771+0.0847}{4×0.02}$≈2.0m/s；
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

故答案为：（1）ABC；（2）4.8；2.0；（3）图象如图所示．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理、作图象，知道实验原理与实验注意事项、掌握基础知识即可解题，要注意基础知识的学习与掌握；应用图象法处理实验数据是常用的使用数据处理方法，要掌握描点法作图的方法．