Question

探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如下图所示．

（1）下列说法正确的是_____________．

A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源

C本实验砝码及砝码盘B的质量应远大于小车A的质量

D在用图象探究加速度与质量关系时，应作（m_A为小车质量）图象

（2）在这一实验中，三位同学通过实验分别作出a­F图象，如图中的A、B、C线所示．试A线不通过坐标原点的原因是________________________；B线不通过坐标原点的原因是___________．C线发生弯曲的原因是______________

（3）打点计时器使用的交流电频率f＝50Hz．下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．则C点的速度为_________m/s；根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为______m/s²（结果均保留两位有效数字）．

Answer

D 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 平衡摩擦力过度 没有满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量（或A的质量远大于B的质量） 0.21 0.60

【解析】

(1)[1]A．假设木板倾角为θ，则有f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，所以当改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力．故A错误．
B．实验中应先接通电源后释放小车．故B错误．
C．为保证绳子的拉力近似地等于砝码及砝码盘的重力，小车的质量应远大于砝码及砝码盘的重力．故C错误．
D．根据F=ma，可得，可知当F一定时，a与成正比，所以应作图象．故D正确．
(2)[2] A中发现直线没过原点，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

[3] B中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的．

[4]设小车加速度为a，对小车：F=Ma，对砝码和砝码盘：F-mg=ma，联立解得：

所以砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M时，当m逐渐变大时，a逐渐变小，故图象出现弯曲．所以原因是：没有满足小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量（或A的质量远大于B的质量）．

(3)[5]每两点之间还有4个点没有标出，所以每两点之间的时间间隔是T=0.1s，根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度求解C点的速度为：

[6]根据逐差法可得小车的加速度大小为：