Question

如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图．图中A为小车，B为砝码及砝码盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车A的质量为m₁，砝码及砝码盘B的质量为m₂．

①下列说法正确的是

 

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验m₂应远大于m₁
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应a-

1

m1

图象
②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象如图2，可能是图中的图线

 

．（选填“甲”、“乙”、“丙”）
③如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小为

 

m/s²．（结果保留二位有效数字）

Answer 1

分析：（1）实验时需要提前做的工作有两个：①平衡摩擦力，且每次改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，因为f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了．②让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故应该是m＜＜M，而当m不再远远小于M时a=

mg

M+m

=

g

1+ M m

随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g．
（2）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．
（3）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．

解答：解：（1）A、平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A错误；
B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；
C、让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
故应该是m＜＜M，而当m不再远远小于M时a=

mg

M+m

=

g

1+ M m

随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g，故C错误；
D、F=ma，所以：a=

1

m1

，当F一定时，a与

1

m1

成正比，故D正确；
（2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为：丙．
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，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的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=

0.0290-0.0240

(0.1)2

=0.50m/s²．
故答案为：（1）D；（2）丙；（3）0.50

点评：会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，且会根据原理分析实验误差．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．