Question

某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个砝码质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz，动滑轮轻质．实验步骤如下：

A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C．挂上砝码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D．改变砝码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是____

A．砝码的质量应远小于小车的质量

B．实验过程中砝码处于超重状态

C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行

D．弹簧测力计的读数应为砝码重力的一半

（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝____m/s².(结果保留两位有效数字)，若交流电的实际频率大于50 Hz，则上述计算结果与实际值相比____（填“偏大”、“偏小”或“相同”）

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____

Answer

c 0.88 偏小 A

【解析】试题分析：（1）根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小车所受合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；（3）数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．

（1）由图可知，实验装置里有弹簧测力计，绳子的拉力可以通过弹簧测力计读出，不需要砝码的质量应远小于小车的质量，故A错误；实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故B错误；小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故C正确；实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；

（2）设相邻两个计数点之间的位移分别为，相邻两个计数点之间的时间间隔，由结合作差法得，如果在某次实验中，实际所用交流电的频率高于50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式得计算结果与实际值相比是偏小．

（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，故A符合．