Question

用如图甲所示实验装置“探究物体加速度与力的关系”，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。

（1）关于该实验，以下说法正确的是_______；

A．应先释放小车，再接通电源

B．操作过程中应调节滑轮高度，使细线与长木板平行

C．平衡摩擦力时，应将砂桶用细线跨过定滑轮系在小车上

D．为减小实验误差，应使小车总质量M远小于砂和砂桶的总质量m

（2）某次实验中的纸带如图乙所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两计数点之间还有4个点未标出。测出s₁=1.34cm，s₂=2.00cm，s₃=2.66cm，s₄=3.32cm，则B点的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为________m/s²。（计算结果均保留两位有效数字）

（3）通过实验获得如下表所示的几组数据，请用描点法在图丙中得出a-F的关系图像________。

F（N）	0.02	0.04	0.06	0.08	0.10	0.12	0.14
a（m/s^2）	0.14	0.23	0.32	0.42	0.50	0.59	0.66

（4）根据作出的a-F图像，分析在操作过程中存在的主要问题：__________。

Answer

B 0.17 0.66 平衡摩擦力时倾角过大

【解析】

（1）[1] A．打点计时器启动瞬间打点不稳定，故实验时应先接通电源，再释放小车，故A错误；

B．实验前应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，从而使绳子拉车的力是恒力，故B正确．

C．平衡摩擦力时是借助小车自身的重力分力等于小车所受的滑动摩擦力，而不能借助其他外力，故平衡摩擦力时不能将砂桶用细线跨过定滑轮系在小车上，故C错误；

D．因实验装置不能准确测出小车所受的合力即绳子的拉力，故需要用砂和砂桶的重力近似替代当做拉力，条件是小车与砂和砂桶的系统运动的加速度较小，故小车总质量M远大于砂和砂桶的总质量m；故D错误；

故选B。

（2）[2]纸带上相邻两计数点之间还有4个点未标出，则计数点的时间间隔

根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有：

[3]由匀变速直线运动的判别式：

结合纸带上共四段连续相等时间内的位移，采用逐差法可得平均加速度：

（3）[4]由表格提供的数据描细点，作平滑的细直线拟合得到a-F图像：

[5] a-F图像形成纵截距，表示外力为零时小车就有加速度，即平衡摩擦力过度或倾角太大。