Question

【题目】某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”。装置中，小车质量为M，沙桶和沙子的总质量为m，通过改变m 来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a 可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大沙桶和沙的总质量m 进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数)。

(1)为了减小实验误差，下列做法正确的是_________。

A.先释放小车，后接通打点计时器的电源

B.平衡摩擦力时纸带应穿过打点计时器

C.应选用质量足够小的轻绳并减小滑轮的摩擦

D.沙桶和沙的总质量要远小于小车的质量

(2)下图为实验中打下的一条纸带，纸带中每两个计数点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，测量得到AC=2.30cm，AE=7.20cm则小车的加速度a=_________m/s(保留两位有效数字)。

(3)某同学根据实验数据以a为纵坐标，F为横坐标，画出了如图所示的一条倾斜直线，由图象可求得小车质量为_________kg，图线未过原点的原因可能是_______________________。

Answer 1

【答案】 (1) BC (2) 0.65 (3) 0.5 木块垫太高、平衡摩擦过度或倾斜角过大

【解析】(1)本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力，不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力，所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，但滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数，所以滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻，实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时平衡摩擦力时纸带应穿过打点计时器，故B,C正确，A,D错误．故选BC．

(2)纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，T=0.1s．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得： .

(3)对小车分析，应有F=ma，解得： ,因此图线的斜率等于小车质量倒数，那么小车的质量,图线未过原点的原因可能是木块垫得太高，导致倾斜角过大，或平衡摩擦力过度．