Question

【题目】如图所示为某同学做“加速度与物体质量关系”的实验装置图，他保持砝码盘和盘中砝码的总质量m一定来做实验，在保证小车质量远大于m的条件下，

（1）在该实验中，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。某次实验中得到的一条纸带如下图所示，从比较清晰的某点起，取五个计数点，分别标明0、1、2、3、4。量得S1＝5.25cm，S2＝6.10cm，S3＝6.95cm，S4＝7.85cm，则打点“3”时小车的瞬时速度大小为________m/s和用逐差法求得小车的加速度大小为________m/s2。(结果均保留三位有效数字)。

（2）以下是其部分操作步骤，其中正确的是（多选）_______

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．释放小车时，小车的位置应靠近打点计时器

C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车

D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出

（3）改变小车的质量M，测出多组数据，根据数据做出加速度的倒数与小车质量M关系的—M图象如图所示。图象的延长线没有过原点的原因是_________________________

Answer 1

【答案】（1）0.740 0.863 （2）BC （3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角不够

【解析】

（1）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，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．（2）根据实验注意事项进行分析；（3）根据图像的位置结合实验原理分析原因.

（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点，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中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．

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：s3-s2=2a1T2
s4-s2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a=（a1+a2）
即小车运动的加速度计算表达式为：

（2）平衡摩擦力时，不挂盘及盘中的砝码，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项A错误；释放小车时，小车的位置应靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项B正确；实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，选项C正确；小车的加速度是通过纸带上的点迹来求解的，选项D错误；故选BC.

（3）实验中若不平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，则对某一质量的小车来说，拉力一定，则加速度就会偏小，则1/a就会偏大，对应的点的位置就会偏上，出现图像所示的情况；故图象的延长线没有过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角不够；