Question

【題目】“探究加速度與力的關系”的實驗裝置如圖甲所示．

(1)實驗的五個步驟如下：

a．將紙帶穿過打點計時器并將一端固定在小車上；

b．把細線的一端固定在小車上，另一端通過定滑輪與小桶相連；

c．平衡摩擦力，讓小車做勻速直線運動；

d．接通電源后釋放小車，小車在細線拉動下運動，測出小桶（和沙）的重力mg，作為細線對小車的拉力F，利用紙帶測量出小車的加速度a；

e．更換紙帶，改變小桶內沙的質量，重復步驟d的操作．

按照實驗原理，這五個步驟的先后順序應該為：________（將序號排序）

(2)實驗中打出的某一條紙帶如圖乙所示．相鄰計數點間的時間間隔是0.1 s，由此可以算出小車運動的加速度是________m/s2．

(3)利用測得的數據，可得到小車質量M一定時，運動的加速度a和所受拉力F（F=mg，m為沙和小桶質量，g為重力加速度）的關系圖象（如圖丙所示）．拉力F較大時，a-F圖線明顯彎曲，產生誤差．若不斷增加沙桶中沙的質量，a-F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸，那么加速度a的趨向值為_______（用題中出現物理量表示）． 為避免上述誤差可采取的措施是________：

A．每次增加桶內沙子的質量時，增幅小一點

B．測小車的加速度時，利用速度傳感器代替紙帶和打點計時器

C．將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數代替沙和小桶的重力

D．在增加桶內沙子質量的同時，在小車上增加砝碼，確保沙和小桶的總質量始終遠小于小車和砝碼的總質量

Answer 1

【答案】acbde；1.46；g；C

【解析】

（1）按照實驗原理，這五個步驟的先后順序應該為：acbde；

（2）根據x=aT2可知

（3）因為沙和沙桶的重力在這個實驗中充當小車所收到的合外力，當沙和沙桶的重力非常大時，它將帶動小車近似做加速度為g 的運動．隨著鉤碼的數量增大到一定程度時a-F圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質量太大，而我們把用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，所以消除此誤差可采取的簡便且有效的措施應該測量出小車所受的拉力，即在鉤碼與細繩之間放置一力傳感器，得到力F的數值，在作出小車運動的加速度a和力傳感器讀數F的關系圖象，故選C．