Question

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

(1) 图示是实验中用打点计时器得到的一条纸带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝______  m/s²(结果保留三位有效数字)。

（2）以下措施正确的是（______）（填入相应的字母）

A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力

C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D.实验时，先放开小车，后接通电源

(3) 实验中设小车的质量为M，砝码的质量为m，要使小车下滑时受到的合力大小更接近砝码的重力，进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是_________。

A．M＝100 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

C．M＝500 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝800 g，m＝10 g、20 g、30 g、40 g、50 g、60 g

(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______的图象．

(5)右图为甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是_________．

Answer

(1) 0.425 （2） BC (3) D (4) 1/M (5) 平衡摩擦力过度

【解析】（1）根据∆x=aT2可得加速度

（2）平衡摩擦力时，应不挂重物，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项A错误；平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力，选项B正确；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项C正确；实验时，先接通电源，后放开小车，选项D错误；故选BC.

（3）当m＜＜M时，即当砝码的总质量远远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是D．故选D．

（4）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-图象；
（5）图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大，平衡摩擦力过头.