Question

【題目】某研究性學習小組分別用如圖甲所示的裝置進行以下實驗：“探究加速度與合外力的關系”．裝置中，小車質量為M，砂桶和砂子的總質量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點計時器和紙帶測出．現保持小車質量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質量m進行多次實驗，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數）．

（1）為了減小實驗誤差，下列做法正確的是（ ）

A．需平衡小車的摩擦力

B．沙桶和沙的總質量要遠小于小車的質量

C．滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕

D．先釋放小車，后接通打點計時器的電源

（2）某同學根據實驗數據畫出了圖乙所示的一條過坐標原點的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應為

A． B． C． D．

（3）當砂桶和砂的總質量較大導致a較大時，圖線（填選項前的字母）

A．逐漸偏向縱軸

B．逐漸偏向橫軸

C．仍保持原方向不變

（4）下圖為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每兩點間還有四個計時點未畫出，測得AB=2．0cm、AC=8．0cm、AE=32．0cm，打點計時器的頻率為50Hz，小車的加速度 m/s2．

Answer 1

【答案】（1）AC （選對一個得1分，有錯選不得分） （2）D （3）C （4）

【解析】

試題分析：（1）在本實驗中彈簧秤的示數表示的為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量，但滑輪摩擦和繩子的重力會影響示數，所以滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕，那樣誤差就會更小，實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理，故AC正確； 所以AC正確， BD錯誤。

（2）對小車受力分析，由牛頓第二定律，解得：,由于圖線經過坐標原點，所以橫軸應為F，故D正確．所以D正確，ABC錯誤。

（3）由于圖象的斜率為，所以增大沙和沙桶質量，其中M為車的質量且不變，所以k不變，故仍保持原方向不變，所以C正確．

（4）紙帶上面每打一點的時間間隔是0．02s，且每兩個記數點間還有四個計時點未畫出，T=0．1s．根據勻變速直線運動的推論公式可得： 代入數據解得：。