Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图 1 所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，砂和砂桶的总质量为 m，小车的质量为 M。

（1）该同学按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，用刻度尺量出、、、由此可知，打C点时纸带的速度大小为_______________，纸带运动的加速度大小为_______________。(结果保留两位有效数字)

（2）该同学要探究小车的加速度 a 和质量 M、合外力 F 的关系，应用了______________法的科学方法；若该同学要探究加速度 a 和拉力 F 关系，应该保持______________不变；

（3）该同学通过数据的处理作出了 a﹣F 图象，如图 3 所示，则图中直线不过原点的原因可能是____________．

（4）此图线的末段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是： ______________

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．砂和砂桶的总质量太大 D．所用小车的质量太大．

Answer 1

【答案】（1）0.250.40 （2）控制变量小车的质量 M（3）平衡摩擦力过度（4）C

【解析】

（1）根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点的瞬时速度，通过逐差法，运用相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度；（2）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法；（3）（4）根据实验现象结合图象确定误差原因。

（1）由于两相邻计数点间有四个点未画出，所以两相邻计数点时间间隔为：T=0.1s．利用匀变速直线运动的推论得：，根据匀变速直线运动的推论，得：；（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变，故采用了控制变量法；（3）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力过度；（4）直线发生弯曲的原因是没有满足小车质量远大于砂和砂桶质量的条件，故C正确，ABD错误，故选C。