Question

用如图1所示装置探究“加速度与力的关系”．已知砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
（1）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是    ．
A．M=40g，m=10g、20g、30g、40g、50g
B．M=100g，m=10g、20g、30g、40g、50g
C．M=500g，m=10g、20g、30g、40g、50g
D．M=500g，m=30g、60g、90g、120g、150g
（2）本实验中应在释放小车    （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源．图2所示为实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出，计数点间的距离如图所示．已知打点计时器的工作频率为50Hz．则小车加速度a=    m/s²．（结果保留两位有效数字）
（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象，可能是图3中的图线    ．（选填“甲”、“乙”或“丙”）

Answer

（1）只有当小车质量远大于砂桶和砂的总质量时，才可近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力．
（2）实验时要先接通电源，再放开小车；做匀变速运动的物体在相邻的相等时间内的位移之差是定值，即△x=at2，据此求出校车的加速度；
（3）实验前要先平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，在小车受到的拉力小于砂桶重力，a-F在F轴上有截距．
【解析】
（1）实验时要控制：小车质量远大于砂桶和砂的总质量，分析所给数据可知，最合理的一组数据是C．
（2）实验时应先接通电源，然后再释放小车；计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，
由图2所示纸带可知，小车的加速度a===0.50m/s2；
（3）不平衡摩擦力，小车受到的拉力小于砂桶的重力，在a-F图象的F轴上有截距，由图3所示图象可知，应该是图线丙．
故答案为：（1）C；（2）之前；0.50；（3）丙．