Question

某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为
50Hz）
（l）下列措施中不需要或不正确的是

BCDE

（多选）
A．首先要平衡摩擦力，使细绳对小车的拉力就是小车受到合力
B．平衡摩擦力的方法就是挂上小桶使小车能匀速滑动
C．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D．每次小车都要从同一位置开始运动
E．实验中应先放小车，然后再开打点汁时器的电源
（2）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未根据纸带可求出小车的加速度大小为

0.51

m/s²．（保留二位有效数字）

（3）某组同学实验得出数据，画出的a-1/M的关系图线，如图所示．从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F=

5

N．当物体的质量为5kg时，它的加速度为

1

m/s²．

Answer 1

分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和注意事项．
平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．
平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．
操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．小车的加速度应根据打出的纸带求出．
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的加速度．
（3）a-

1

m

的关系图线是一条过坐标原点的直线说明物体所受的合力是定值，根据牛顿第二定律F=ma即可求出恒力的大小，进而求出物体的为5kg时的加速度．

解答：解：（1）A、在实验中，为减小实验误差，要把斜面没有滑轮的一端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到合力等于绳对小车的拉力．故A正确．
B、平衡摩擦力时，不需挂砂和小桶．故B错误．
C、平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，设木板与水平面间的夹角是θ，有：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．故C错误．
D、每次小车都不需要从同一位置开始运动，纸带上看点就行，不用管开始位置．故D错误．
E、操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．并且所有应用打点计时器的实验都是这么做的．故E错误．
故此小题应选：BCDE
（2）相邻计数点之间还有4个点未画出，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s
利用匀变速直线运动的两个推论得出：
a=

△x

t2

=

(7.21-6.70)×10-2

(0.1)2

m/s2=0.51m/s2
（3）由于图可知a-

1

m

的关系图线是一条过坐标原点的直线说明物体所受的合力是定值，
当物体的加速度a=2m/s²时物体的质量m=

1

0.4

kg，
根据牛顿第二定律F=ma可得作用在物体上的恒力F=ma=

1

0.4

×2=5N．
根据牛顿第二定律F=ma可得a=

F

m

=

5

5

=1m/s²
故答案为：
（1）BCDE
（2）0.51
（3）5N，1m/s²

点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．