Question

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m₀为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

（1）实验时，一定要进行的操作是________

A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。

（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s²（结果保留三位有效数字）。

（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________

A．     B．     C．     D．

Answer

BC 2.00m/s2 c

【解析】

（1）本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AD错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，C正确。
（2）相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s，根据△x=aT2，运用逐差法得，则有：

可得：a=2.00m/s2。
（3）由牛顿第二定律得：2F=（M+m0）a，则有：，a-F图象的斜率：，小车质量为：，则C正确；