Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：“探究加速度與合外力的關(guān)系”．裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出．現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數(shù)）．

（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是
A需平衡小車的摩擦力
B沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕
D先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（2）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖2所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為 ；
A.
B.
C.mg
D.F
（3）當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，圖線 （填選項(xiàng)前的字母）
A.逐漸偏向縱軸
B.逐漸偏向橫軸
C.仍保持原方向不變
（4）圖3為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每兩點(diǎn)間還有四個計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測得 AB=2.0cm、AC=8.0cm、AE=32.0cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為 50Hz，則小車的加速度m/s2 ．

Answer 1

【答案】
（1）AC
（2）D
（3）C
（4）4
【解析】解：（1）A、實(shí)驗(yàn)前需要配合摩擦力，使小車受到的合力等于繩子的拉力，故A正確；

B、小車受到的拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，沙桶和沙的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故B錯誤；

C、滑輪的摩擦和繩子的質(zhì)量會影響示數(shù)，所以要求滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C正確；

D、應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車，故D錯誤．故選AC．
（2）探究加速度與合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要控制小車質(zhì)量M不變，由牛頓第二定律得：a= F，M一定時(shí)a與F成正比，應(yīng)作出a﹣F圖象，故選D；
（3）因?yàn)閺椈沙又苯訙y出了拉力大小，與沙桶和沙的總質(zhì)量無關(guān)，當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大時(shí)a較大，小車受到的拉力不受砂和砂桶質(zhì)量的影響，a﹣F圖象仍保持原方向不變，仍然是一條直線，故選C；
（4）每兩點(diǎn)間還有四個計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，

由勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at2可知，加速度：a= = =4m/s2；

故答案為：（1）AC；（2）D；（3）C；（4）4．

實(shí)驗(yàn)前需要平衡小車的摩擦力。實(shí)驗(yàn)過程中需要先接通電源后釋放小車，根據(jù)牛頓第二定律得出a-F 圖像的關(guān)系式，再做判斷；由勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at2可知加速度。