Question

某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F₀ 。 再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F₁ 。释放小车，记录小车运动时传感器的示数F₂。

(1)接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a=________m/s²．（保留两位有效数字）

(2)同一次实验中，F₁________F₂（选填“＜”、“=”或“＞”）．   

(3)改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙．不计纸带与计时器间的摩擦．图像中F是实验中测得的（_______）       

A、F₁     B、F₂     C、F₁﹣F₀     D、F₂﹣F₀

Answer

0.16 ＞ D

【解析】（1）从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：
（2）对小桶受力分析，设小桶重力为mg，木板释放前力传感器的示数F1，所以F1=mg，
设小车的重力为Mg，小车在加速运动时力传感器的示数F2，
根据牛顿第二定律得：mg-F2=ma
所以F1＞F2，
（3）图象是过原点的一条倾斜的直线，已经平衡摩擦力，所以F应该表示小车受到的合力，即F=F2-F0，故D正确；故选D.

点睛：本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．