Question

（7分）某實驗小組應用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的
質量為M，砝碼及砝碼盤的總質量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50 Hz。實驗步驟如下：
A．按圖甲所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；
B．調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；
C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
D．改變砝碼盤中砝碼的質量，重復步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度。

根據以上實驗過程，回答以下問題：
（1）對于上述實驗，下列說法正確的是_______________。
A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B.實驗過程中砝碼盤處于超重狀態。
C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行
D．彈簧測力計的讀數應為砝碼和砝碼盤總重力的一半
E．砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量
（2）實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車的加速度為_______m／s²。（結果保留2位有效數字）

（3）由本實驗得到的數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖像，與本實驗相符合
是____________。

Answer 1

（1）C （2）0.16 （3）A

解析試題分析：（1）由實驗裝置可知當砝碼下落的高度為h時，小車沿木板下滑的距離為2h，故加速度不同，即選項A錯誤；由于砝碼加速下落，處于失重狀態，故選項B錯誤；如果細繩不與木板平行，則木板方向是由細繩拉力的分力產生加速度，給實驗帶來誤差，所以要求細繩一定沿木板方向，故選項C正確；對于砝碼，由受力分析知，解得，故選項D錯誤；由于本實驗利用測力計可以直接讀出細繩的拉力，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的質量遠小于小車質量，故選項E錯誤．
（2）由題意知時間間隔T=0.1s，根據紙帶可知連續相等時間間隔內的位移差為，由可知
（3）根據牛頓第二定律可知選項A正確．
考點：本實驗是“探究加速度與物體受力的關系”變形實驗，其實驗原理相同只不過是在測量合外力的方式有所變化，但還是通過原來實驗的原理、方法步驟及數據處理方法來解答實驗問題，所以要求同學們必須深刻理解原實驗的原理等內容，再根據其變化解答題目．