Question

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：

（1）研究“作用力一定时，加速度与质量成反比”的结论时，下列说法中正确的是______．
A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车质量时，要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（2）某次实验中得到一条纸带，如图1所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与 1两点间距离x₁=30mm，1与2两点间距离x₂=36mm，2与3两点间距离x₃=42mm，3与4两点间的距离x₄=48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为______ m/s，小车的加速度为______m/s²（结果保留两位有效数字）
（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s^-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①请根据表中的数据在图2坐标图上作出a-F图象．
②图线不过原点的原因可能是______．

Answer

（1）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．当小车与砝码的质量远大于砂和小桶的质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砂和小桶的重力．
（2）先求出计数点间的时间间隔；做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度；做匀变速直线运动的物体在相邻的相等时间内的位移差是定值，即：△x=at2．
（3）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出a-F图象，根据图象分析图线不过原点的原因．
【解析】
（1）A、在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装砂的小桶，故A错误．
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论是否改变小车的质量，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B错误．
C、实验时应先接通电源然后再放开小车，故C错误．
D、当小车与砝码的质量远大于砂和小桶的质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砂和小桶的重力，在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量，故D正确；
故选D．
（2）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s；小车在打计数点2时的瞬时速度v2===0.39m/s；
小车的加速度a===0.6m/s2；
（3）①根据表中实验数据在坐标系中描点，然后作出a-F图象如图所示；
②由图象可知，图象在F轴上有截距，即：当拉力大到一定程度时小车才有加速度，这是由于实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．
故答案为：（1）D；（2）0.39；0.6；（3）未平衡摩擦力或摩擦力不够．