Question

为了探究加速度与力、质量的关系

（1）小亮利用如图甲所示的实验方案，探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系，图中上下两层水平轨道，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，并同时停止。

①实验前，下列操作必要的是

A．选用质量不同的两辆小车

B．调节定滑轮的高度，使细线与轨道平行

C．使砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量

D．将轨道右端适当垫高，使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动，以平衡摩擦力

②他测量了两小车的位移为，则          。

（2）小明用如图乙所示的装置进行实验

①打出的一条纸带如图丙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s。他从比较清晰的A点起，每五个点取一个计数点，测量出各点到A点的距离标在纸带上各点的下方，则小车运动的加速度为        m/s²。

 

②实验前由于疏忽，小明遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a- F图像，可能是丁图中的图线         （选填“1”、“ 2”、“3”）

③调整正确后，他作出的a-F图像末端明显偏离直线，如果已知小车质量为M，某次所挂钩码质量为，则戊图中坐标应为        ，应为         。

Answer

（1）BCD

（2） 0.4 3

【解析】

试题分析:（1）本实验控制变量法，不一定要求两个车的质量相同，但是必须远大于砝码和砝码盘的总质量，A错误，C正确；使细线与轨道平行是为了减小摩擦，所以B正确；为了保证砝码和砝码盘的总重力作为小车的合外力，就必须平衡摩擦力，D正确。

根据可得

（2）根据，如果遗漏平衡摩擦力这一步骤，当力比较小的时候，小车不能运动，没有加速度，所以3图线符合要求；根据牛顿第二定律，当满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量时，，为一过原点的直线；如果不能满足，联立可得。

考点：本题考查了利用控制变量法研究牛顿第二定律这个实验的创新实验。