Question

1．实验：用如图1所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．

（1）实验时，一定要进行的操作是A（填选项前的字母）．
A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．
B．改变小车的质量，打出几条纸带
C．用天平测出沙和沙桶的总质量
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是平衡摩擦力．
（3）根据实验数据，画出了如图2所示的a-F图象，测得斜率为k，则小车的质量为$\frac{2}{k}$．
（4）若某次实验，求得小车的加速度为a，则此时沙和沙桶的加速度为2a．
（5）若弹簧秤的读数为F，则F小于mg（m为沙和桶的总质量）（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）实验探究加速度与力F的关系，采用控制变量法，即控制小车的质量不变，注意弹簧测力计的读数不是小车的合力，为小车合力的一半．
（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，实验前要进行平衡摩擦力．
（3）根据图线的斜率，结合小车合力与弹簧测力计读数的关系得出斜率表示的含义．
（4）根据牛顿第二定律得出弹簧秤读数与沙和桶重力的关系．

解答 解：（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故A正确；
B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改吧小车的质量，故B错误；
C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故C、D错误．
故选：A．
（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是平衡摩擦力．
（3）对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，
此题，弹簧测力计的示数F=$\frac{1}{2}{F}_{合}$，故小车质量为$m=\frac{2}{k}$．
（4）由于沙桶的加速度方向向下，有：mg-F=ma，则F小于mg．
故答案为：（1）A，（2）平衡摩擦力．
（3）$\frac{2}{k}$，（4）2a，（5）小于

点评 本题考察的比较综合，需要学生对这一实验掌握的非常熟，理解的比较深刻才不会出错，知道a-F图的斜率等于小车质量的倒数，难度适中．