Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M。

(1)该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点（A、B、C、D、E、F），如图2所示，自A点起，相邻两点的距离分别为：10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm；则小车的加速度为____m/s²；（计算结果请保留三位有效数字）

         

(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M、合外力F的关系，应用了_________法的科学方法；若该同学要探究加速度a和拉力F关系，应该保持______________________不变；

(3)该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图3所示，则图中直线不过原点的原因可能是_______________________________________________．

(4)此图线的末段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：___________

A．小车与轨道之间存在摩擦         B．导轨保持了水平状态

C．砂和砂桶的总质量太大           D．所用小车的质量太大．

Answer

5.00； 控制变量； 小车的质量M； 平衡摩擦力过度； C。

【解析】 (1)根据相同时间内，位移之差相等，利用匀变速直线运动的推论得出小车的加速度为： ；

(2) 要探究小车的加速度a和质量M、合外力F的关系，需要先保持其中一个量不变，探究其他两个量之间的关系，即控制变量法；若要探究加速度a和拉力F关系，应该保持质量不变。

（3）图中当F=0时，a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，原因可能是实验前木板右端垫得过高，平衡摩擦力过度造成的。

（4）只有在砂和砂桶的总质量远小于小车质量时，才可以认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，a-F才是一条直线，造成图线的末段明显偏离直线的主要原因是砂和砂桶的总质量太大。