Question

4．某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时：

（1）该同学在实验室找到了一个小正方体木块，用实验桌上的一把二十分度的游标卡尺测出正方体木块的边长，如图乙所示，则正方体木块的边长为1.060cm；
（2）接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动．这个步骤的目的是平衡摩擦力；
（3）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则图丙下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是C．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺固定刻度与可动刻度示数之和是游标卡尺的示数，根据图示游标卡尺读出其示数；
（2）对小车进行受力分析，根据平衡关系分析；
（3）随着m的逐渐增大，当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m＜＜M的条件，图象就会发生弯曲．

解答 解：（1）由图乙所示游标卡尺可知，其游标尺是20分度的，它把1.9cm等分成20份，由图象可知，游标尺的20刻度线在2.9cm之后3cm之前，则游标尺之差示数为：2.9cm-1.9cm=1.0cm=10mm，由图示游标卡尺可知，游标尺示数为：12×0.05mm=0.60mm，则游标卡尺示数为：10mm+0.60mm=10.60mm=1.060cm．
（2）为减小实验误差实验前要平衡摩擦力，小正方体木块把小车轨道的一端垫高以平衡摩擦力，使小车刚好做匀速直线运动．
（3）设小车与砝码的质量为M，重物的质量为m，根据牛顿第二定律得，
对m：mg-F_拉=ma，对M：F_拉=Ma，解得：F_拉=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，当m＜＜M时，绳子的拉力近似等于重物的重力．所以刚开始a-m图象是一条过原点的直线，当重物的质量为m变大后不能满足m＜＜M的条件，图象弯曲，且加速度增大的速度变慢，由图示图象可知，ABD错误，C正确；
故选：C
故答案为：（1）1.060；（2）平衡摩擦力；（3）C．

点评 本题考查了游标卡尺读数、实验注意事项、实验数据处理等问题；对游标卡尺读数是本题的难点，知道游标卡尺游标尺的分度方法，理解游标卡尺的读数原理是对游标卡尺读数的前提与关键，要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．