Question

为“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置，请回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平木板之间的摩擦力的影响应采取的方法是               。

A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上

（2）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图所示，已知相邻计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，则小车加速度的大小为              。（结果保留3位有效数字）

（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图所示，其中图线      （选填“①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中的砝码总质量            kg。

Answer

(1)C (2)1.93 (3) ① 0.5

【解析】

试题分析：（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力，故选项C正确。

(2)由题意每两点之间还有四点没有画出来，所以，设，，，，，，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得： ，，，为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得： ，

代入数据解得。

(3)由图象可知，当时，，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。根据得：，所以小车运动的加速度和所受拉力的关系图象斜率等于小车和砝码的总质量的倒数。由图形的关系图象斜率k=2，所以小车和砝码的总质量。

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系

【名师点睛】该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要，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瞬时速度和加速度。