Question

某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。

(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是_____________，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好。

(2)为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选_____组会比较合理。(填选项前的字母)      

A．10g～40g　 B．200g～400g 　C．1000g～2000g

(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度a＝___m/s²。(计算结果保留三位有效数字)

(4)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，詹詹和彭彭二位同学得到的a―F关系分别如下图丙、丁所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是：

丙图：______________________________

丁图：______________________________

Answer

平衡摩擦力 A 1.11m/s2 平衡摩擦力时倾角过大 倾角过小或没有平衡摩擦

【解析】(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是平衡摩擦力，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好。

（2）本实验要求钩码的质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故BC错误，A正确。

（3）打点计时器所使用的是交流电源，电源的频率为时，每隔打一个点，因每相邻两计数点间还有4个打点未标出，所以每两个计数点间的时间间隔是：
由题意可知： ， ，则得加速度，

联立得： ，代入解得， 。

（4）丙图：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，平衡摩擦力过度；
丁图：从上图中发现直线没过原点，当时， ，也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该组同学实验操作中平衡摩擦力不足．即倾角过小，平衡摩擦力不足。

点睛：本题考查了验证牛顿第二定律实验的基础知识，有平衡摩擦力的方法、图象的处理等．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力。