Question

某同学所在的实验小组利用如图1（甲）所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，打点计时器使用的交流电频率f＝50Hz，当地的重力加速度为g。

（1）在实验前必须平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，小车做_____运动；

（2）图1（乙）是某同学在探究“小车加速度a与力F的关系”实验中正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。根据纸带可求出计时器打B点时小车的速度大小为_____m/s，小车的加速度大小为_____m/s²；（结果均保留两位有效数字）

（3）在题（2）实验中，经过多次实验，根据测得的多组数据画出a﹣F关系图象如图2所示。此图象的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 _________。

A．轨道保持了水平状态

B．小车与轨道之间存在摩擦

C．所用小车的质量太大

D．所挂砂及砂桶的总质量太大

（4）某同学在利用装置甲探究“小车加速度a与小车质量M”的关系中，某次实验测得的数据如表所示。根据这些数据在坐标图3中描点并作出a﹣图象，（___）从a﹣图象求得合外力大小为_____N（计算结果保留两位有效数字）。

a/m•s^﹣^2	1.0	0.9	0.5	0.3	0.2
/kg^﹣^1	4.0	3.6	2.0	1.2	0.8

Answer

匀速直线 0.64 0.51 D 0.25

【解析】

(1)[1]在实验前必须平衡摩擦力时，取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，小车做匀速直线运动，这时摩擦力和重力沿斜面向下的分力平衡，绳子的拉力等于小车的合力；
(2)[2][3]每相邻两计数点之间还有4个点没有标出，说明相邻两计数点之间的时间间隔：

T=5×0.02s=0.1s

B点时小车的速度：

用逐差法计算加速度：

(3)[4]a-F关系图象如图2所示AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂砂及砂桶的总质量太大，不满足小车和砝码总的质量远大于砂和桶总质量，故D正确，ABC错误，

(4)[5][6]根据描点法可得a﹣图象，如下图所示：

直线斜率表示合外力，直线过原点，选取离原点较远的点的坐标（4.0，1.0）有：

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