Question

某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。

（1）在实验中必须平衡摩擦力，方法是_______平衡摩擦力，当小车匀速直线运动时，摩擦力恰好被平衡。

（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选________组会比较合理。（填选项前的字母）

A．200g～400g                B．10g～40g                 C．1000g～2000g     

（3）实验中打点计时器所使用的是交流电源 ，频率为50Hz，图中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度=_______m/s²。（此空保留三位有效数字）。

 

（4）改变钩码的个数重复实验，得到加速度与合外力F的关系如图所示，分析线段OA，可得出实验的结论是___________

Answer

（1）将木版垫高适当一个倾角 （2）B （3）1.07（1.05-1.11） （4）在误差允许的范围内，质量一定时，物体的加速度与力成正比

【解析】（1）通过将木版垫高适当一个倾角，使小车的重力沿斜面的分力与小车的滑动摩擦力相等，则小车做匀速直线运动，摩擦力恰好被平衡．
（2）本实验要求钩码的质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故AC错误，B正确．故选B．
（3）打点计时器，使用交流电源．根据交流电的频率50Hz，则点与点时间间隔为0.02s，因每相邻两计数点间还有4个打点未标出，所以每两个计数点间的时间间隔是0.02×5s=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，
得： ．
（4）随着所加砝码个数的增加，砝码的质量不再远小于小车质量，因此图线发生偏折，开始时，砝码质量远小于小车质量，满足实验条件，根据图象可知，在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比．

点睛：明确实验原理以及具体的操作细节，加强动手实验，同时加强基本运动学规律在物理实验中的应用．对该实验要明确实验原理，尤其是正确理解该实验要满足的条件：小车质量远大于砝码质量．