Question

某同学设计了如图甲所示的装置来探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F_0，以此表示小车所受摩擦力的大小，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.

 

(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.

(2)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与合力F(F=F₁-F₀)的关系图象.不计纸带与计时器间的摩擦.下列图像中可能正确的是__________

 

(3)同一次实验中，小车释放前传感器示数F₁与小车加速运动时传感器示数F₂的关系是F₁______ F₂ (选填“<”、“=”或“>”).

(4)关于该实验,下列说法中正确的是_______

A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量

B.实验中需要将长木板右端垫高

C.实验中需要测出小车和传感器的总质量

D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据.

Answer

0.16 AB ＞ AD

【解析】(1)小车的加速度

(2)由题意易知，描绘的小车加速度a与合力F(F＝F1－F0)的关系图像，相当于已平衡摩擦力后描绘的小车加速度与作用力(砂和砂桶的总重力)图像，应过原点，C、D项均错误，F1等于砂和砂桶的总重力，由此得到的F在F1远小于小车重力时满足与a成正比的关系，当F1不远小于小车重力时，不再满足与a成正比的关系，故A、B正确；

(3)小车加速运动时绳的拉力F2小于砂和砂桶的总重力(等于车静止时绳的拉力F1)，故F1>F2。

(4)本实验中将小车静止时绳中拉力当做小车运动时砂和砂桶的总重力，需要满足砂桶和砂的总质量远小于车和传感器的总质量的条件，A项正确；用力传感器测出了摩擦力，不需要平衡摩擦力，B项错误；本实验是探究小车的加速度与合力的关系，只要保持小车和传感器的总质量不变，不需要测出它们的具体数值，C项错误；用加砂的方法改变拉力的大小，每次砂的质量可增加得很少，而挂钩码每次质量增加得多，故前者可更方便地获取多组实验数据，D项正确。

故选：AD。