Question

“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖所示．


（1）此實驗中，研究對象是            ，它受到的牽引力在滿足條件           時，可認為等于懸掛物的重力大小。
(2)關于平衡摩擦力的說法正確的是（   ）

A．平衡摩擦力的實質是小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與木板與小車間、紙帶與計時器間、繩與滑輪間、滑輪與軸間等摩擦力平衡

B．平衡摩擦力的實質是小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力平衡

C．平衡摩擦力要達到的標準時：在小桶的牽引下，小車帶動紙帶從長木板的一端向有定滑輪的另一端勻速滑下

D．平衡摩擦力辦法是反復調節小桶中重物的多少和木板下所墊木塊的厚度、位置

E．去掉小桶和細繩，若小車拖著紙帶沿長木板滑下時，打點計時器在紙帶上打的點痕的距離是均勻的，就是算完成了“平衡摩擦力”
(3)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s².(結果保留兩位有效數字)
(4)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據如下表：

砝碼盤中砝 碼總重力F(N)	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a(m·s－2)	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

請根據實驗數據在圖所示的坐標系中作出a－F的關系圖象．

(5)根據提供的實驗數據作出的a－F圖線不通過原點．請說明主要原因．

Answer 1

（1）小車及車上鉤碼,   小桶和懸掛物的質量遠小于小車質量
（2）BE  （3）或 
（4）a－F的關系圖象如下圖

（5）a－F的圖線不過原點是未計入砝碼盤的重力

試題分析：（1）本實驗探究的是小車的加速度與質量、力的關系，所以研究對象是小車及車上鉤碼；當小桶和懸掛物的質量遠小于小車質量時，可認為等于懸掛物的重力大小；
（2）AB、本實驗要平衡小車和紙帶所受的摩擦力平衡，因此讓小車（及車上砝碼）的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力相等；A錯誤B正確
C、平衡摩擦力要達到的標準時：在不掛小桶的情況下，輕輕一推小車，小車帶動紙帶從長木板的一端向有定滑輪的另一端勻速滑下；錯誤
D、平衡摩擦力辦法是反復調節木板下所墊木塊的厚度、位置，不需要懸掛小桶；錯誤
E、本實驗平衡摩擦時不需要懸掛小桶，應去掉小桶和細繩。若小車拖著紙帶沿長木板滑下時，打點計時器在紙帶上打的點痕的距離是均勻的，說明小車是勻速運動的，此時摩擦力就被小車和車上的砝碼的重力沿木板方向的分力平衡了；正確
（3）由1、3點間距離求得 
用2、4點間距離求得
（4）把各數據在坐標系內描點，用一條平滑的向連接起來，落不到線上的點均勻分布在線的兩側，得到a－F的關系圖象如下圖：

（5）小車、砝碼盤和砝碼組成的系統所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數據漏計了砝碼盤的重力，導致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點是未計入砝碼盤的重力。
點評：本實驗中，，令，則，m是變化的，只有當m<<M時，才可以認為a和M成反比關系。