Question

某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，小车运动加速度a可用纸带上点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，其中每两个计数点之间有四个打点没有画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为      m/s²．（保留二位有效数字）

（2）下列说法正确的是      ．

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源

C．本实验小车质量A应远大于钩码C的质量

D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣M图象好判断（M为小车质量）

（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a﹣F图象，可能是图（c）中的图线      ．（选填“甲”、“乙”、“丙”）

Answer

（1）0.50；（2）C；（3）丙

【解析】

试题分析：（1）根据纸带实验数据，应用匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出小车的加速度；

（2）根据实验注意事项分析答题；

（3）实验时如果没有平衡摩擦力，小车受到的合力等于钩码重力与摩擦力的合力，当钩码的拉力大到一定程度时，小车才有加速度，分析图示图象答题．

【解析】
（1）由题意知，计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，由图示纸带可知，

小车的加速度a=m/s2；

（2）A、实验前应平衡摩擦力，一旦平衡摩擦力，在实验中不需要再次平衡摩擦力，每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故A错误；

B、实验时应先接通电源，然后再释放小车，故B错误；

C、当小车质量远大于钩码的质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，实验时应保证小车质量远大于钩码质量，故C正确；

D、在拉力一定时，小车的加速度与质量成反比，与质量的倒数成正比，在用图象探究加速度与质量关系时，为了方便实验数据出处理应作出a﹣图象，故D错误；

故选：C

（3）实验时如果没有平衡摩擦力，小车受到的合力等于绳子拉力（钩码重力）与摩擦力的合力，小于钩码的重力，当拉力拉力小于摩擦力时，小车加速度等于零，即a﹣F图象在F轴上有截距，由图c所示图象可知，没有平衡摩擦力而得出的图象为图线丙．

故答案为：（1）0.50；（2）C；（3）丙．

【点评】本题考查了求小车加速度、实验注意事项、实验数据处理等问题；在验证牛顿第二定律实验时，要平衡摩擦力，需要注意小车质量应远大于钩码质量．