Question

某同学利用如图装置“探究加速度与力、质量的关系”

⑴本实验采用的物理思想方法是（_________）

A．等效替代法     B．控制变量法      C．直接比较法    D．理想实验法

⑵实验中小车质量应________沙和沙桶的总质量（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）;

⑶该同学实验中打出如图2一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取1个计数点，量出相邻两个计数点之间的距离分别为：OA=1.20cm，AB=1.50cm，BC=1.80cm，CD=2.10cm，则小车的加速度大小为______m/s² （保留两位有效数字）；

⑷在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如下表：

F/N	0.15	0.30	0.48	0.62	0.74
a/（m•s^﹣^2）	0.05	0.16	0.30	0.40	0.49

①根据测得的数据，在图3中作出 a - F 图象____；

②根据图1可知a – F 图象未过坐标原点的原因可能是_______________；

Answer

B； 远大于； 0.30； ； 实验中未平衡摩擦力(或未完全平衡摩擦力)

【解析】

小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用让沙和沙桶总质量重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车加速度为a，则：绳上的力为F=Ma，对让沙和沙桶总质量来说：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用让沙和沙桶总质量的重力表示小车受到的合外力，则Ma=（M+m）a，必须要满足让沙和沙桶总质量远小于小车的总质量．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，采用描点法作出a-F图象。

(1) 探究加速度与力、质量的关系即有三个物理量，所以应选用控制变量的方法，故选：B；

(2) 为了用沙和沙桶的重力表示绳上拉力，实验中小车质量应远大于沙和沙桶的总质量；

(3) 每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，

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，

；

(4)①建立坐标系a-F，采用描点法，作出a-F图象如图

②由图可知，图中当F≠0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力，所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够。