Question

如图甲所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，木板置于水平桌面上，一端系有 沙桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F，改变桶中砂的质量多次实验．完成下列问题：

（1）实验中需要_____．

A．测量砂和砂桶的总质量

B．保持细线与长木板平行

C．保持小车的质量不变

D．满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示．电源的频率为50HZ，则打B点时小车速度大小为_____m/s，小车的加速度大小为_____m/s²．

（3）实验中描绘出a-F图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是______________________________．

Answer

BC 0.416m/s或0.42m/s 1.48m/s2 平衡摩擦力过度

【解析】

根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．根据匀变速直线运动的推论公式可以求出小车运动的加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小；实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在a-F图象的a轴上有截距．

（1）绳子的拉力可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，A错误；为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，B正确；本实验采用的是控制变量法，要研究小车加速度与力关系，必须保持小车的质量不变，C正确；实验中拉力通过拉力传感器测出，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，D错误．

（2）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：．B点对应的速度为：，根据可得：，小车运动的加速度为