Question

在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

(1)下列做法正确的是（________）

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度

(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a－F关系可用图中的________表示。(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)

（3）保持小车质量M一定，改变悬挂物质量m，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线，如图所示；此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是__________。

（4）如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中x₁=7.05 cm、x₂=7.68 cm、x₃=8.33 cm、x₄=8.95 cm 、x₅=9.61 cm、x₆=10.26 cm，则A点处瞬时速度的大小是______m/s，加速度的大小是_____m/s²（计算结果保留两位有效数字）。

Answer

A C 钩码质量太大 0.86 0.64

【解析】

（1）[1]A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；

B．在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时是借助木块自身的重力的分力，而不是借助其它力，故不应悬挂“重物”，故B错误；

C．打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故C错误；

D．平衡摩擦力后，有

mgsinθ=μmgcosθ，

即

μ=tanθ，

与质量无关，故通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D错误。

选择A。

（2）[2]A．图象过原点，恰好平衡摩擦力，木板高度合适，故A不合题意；

B．在拉力较大时，图象发生弯曲，这是由于小车的合力用钩码的重力近似替代且小车质量没有远大于砂桶质量造成的，故B不合题意；

C．a-F图象在a轴上有截距，是由过平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力时木板垫的过高，故C符合题意；

D．图象在F轴上有截距，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D错误。

故选C。

（3）[3] 探究加速度与力的关系实验，当钩码的质量远小于小车质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，a-F图象是直线，如果钩码质量太大，不能满足钩码质量远小于小车质量时，a-F图象不是直线而发生弯曲。

（4）[4]根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出纸带上打A点时小车的瞬时速度，即：

；

[5]根据匀变速直线运动的判别式，结合六组位移采用逐差法可得小车运动的平均加速度表达式为：

带入数据得：

。