Question

利用如图 1 所示的实验装置，可以探究“加速度与质量、受力的关系”。

实验时，首先调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜长木板上做匀速直线运动，以平衡小车运动过程中所受的摩擦力。再把细线系在小车上，绕过定滑轮与配重连接。调节滑轮的高度，使细线与长木板平行。在接下来的实验中，各组情况有所不同。

(1)甲组同学的实验过程如下：

①保持小车质量一定，通过改变配重片数量来改变小车受到的拉力。改变配重片数量一次，利用打点计时器打出一条纸带。重复实验，得到 5 条纸带和5个相应配重的重量。

②如图是其中一条纸带的一部分，A、B、C为3个相邻计数点，每两个相邻计数点之间还有4个实际打点没有画出。通过对纸带的测量，可知A、B间的距离为2.30cm，B、C间的距离为 ________cm.。已知打点计时器的打点周期为0.02 s，则小车运动的加速度大小为______m/s².

③分析纸带，求出小车运动的5个加速度a，用相应配重的重量作为小车所受的拉力大小F，画出小车运动的加速度a与小车所受拉力F之间的a−F图象，如图所示。由图象可知小车的质量约为_____kg (结果保留两位有效数字).

(2)乙组同学的实验过程如下：

①用5个质量均为50g的钩码作为配重进行实验。

②将钩码全部挂上进行实验，打出纸带。

③从配重处取下一个钩码放到小车里，打出纸带。

④重复③的实验，共得到 5 条纸带。

⑤分析纸带，得出实验数据，画出小车加速度与悬挂钩码所受重力的之间a−F图象。乙组同学在实验基础上进行了一些思考，提出以下观点，你认为其中正确的是________.

A．若继续增加悬挂钩码的数量，小车加速度可以大于当地的重力加速度

B．根据a−F图象，可以计算出小车的质量

C．只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时， a−F 图象才近似为一条直线

D．无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量， a−F 图象都是一条直线。

Answer

2.70 0.40 0.30 BD

【解析】

（1）②[1].BC间的距离为：5.00cm−2.30cm=2.70cm ；

[2].计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s ，

由△x=at2 可知 , 加速度：

③[3].a−F 图象的斜率： k=1/m ，

而

则解得： 

m=0.3kg ；

（2）⑤[4]A .当小车做自由落体运动时加速度最大，等于重力加速度，若继续增加悬挂钩码的数量，小车加速度不可能大于当地的重力加速度，故 A 错误；

B. 设配重的质量为 m，配重与车的总质量为 M, 由牛顿第二定律得： ；a−F 图象的斜率： k=1/M，小车质量： m车=M−m ，应用 a−F 图象可以计算出小车的质量，故 B 正确；

C. 设配重的质量为 m, 配重与车的总质量为 M， 由牛顿第二定律得： ， F 为配重在重力， M 为整体质量保持不变，a 与 F 成正比， a−F 图象是一条直线，与小车质量和悬挂钩码的质量无关， C 错误， D 正确；