Question

如图所示，下关一中某物理兴趣小组利用如下实验装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。已知小车的质量为M，每个钩码的质量为m，打点计时器所接的交流电源的频率为50 Hz，动滑轮质量不计，实验步骤如下：

①按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测  力计相连的细线竖直；

②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度，读出弹簧测力计的示数；

④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同拉力作用下的加速度。

根据上述实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是__________(填选项前的字母)。

A．钩码的质量应远小于小车的质量

B．步骤②是平衡摩擦力的操作

C．与小车相连的细线与长木板一定要平行

D．不需要记录所挂钩码的质量

E．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

（2）实验中打出的一条纸带如图所示，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车在B点的瞬时速度是v_B=_______m/s，小车的加速度a=________m/s²(结果保留两位有效数字)。

（3）若交流电的实际频率大于50 Hz，则上述(2)中加速度a计算结果与实际值相比_________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。

（4）在研究小车质量M、合力F对小车加速度a的影响时，应采用____________的方法。

（5）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像，与本实验相符合的是________；若已图像的斜率为k，则小车的质量表达式为__________。

A.    B.   C.   D.

Answer

BCD 0.64 0.88 偏小 控制变量法 A

【解析】

(1)[1]A．由于不是钩码的重力为小车的拉力，所以不需要钩码的质量远小于小车的质量的条件。故A错误。

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，说明平衡了摩擦力。故B正确。

C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行。故C正确。

D．记录弹簧秤示数，不需要记录记录所挂钩码的质量。故D正确。

E．小车能沿长木板向下匀速运动，根据平衡条件可知，改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力。故E错误。

(2)[2]相邻两计数点间还有4个点未画出，所以相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s。AC段的平均速度等于B点的瞬时速度，B点的瞬时速度为：

[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小：

​

(3)[4]若交流电的实际频率大于50Hz，打点计时器打点的时间间隔小于0.02s，计数点间的时间间隔小于0.1s，计算加速度时所用时间t偏大，加速度的测量值小于真实值，即计算结果与实际值相比偏小。

(4)[5]为了研究加速度跟力和质量的关系，要先控制一个量不变，这种方法称为控制变量法；

(5)[6]由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线。故A正确，BCD错误。

[7]滑块受到的拉力T为弹簧秤示数的两倍，即：T=2F，由牛顿第二定律可得：T=Ma，得

若已图像的斜率为k，则：