Question

【題目】某研究性學習小組分別用如圖甲所示的裝置進行以下實驗：“探究加速度與合外力的關系”．裝置中，小車質量為M，砂桶和砂子的總質量為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可由打點計時器和紙帶測出．現保持小車質量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質量m進行多次實驗，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數）．

（1）為了減小實驗誤差，下列做法正確的是
A需平衡小車的摩擦力
B沙桶和沙的總質量要遠小于小車的質量
C滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕
D先釋放小車，后接通打點計時器的電源
（2）某同學根據實驗數據畫出了圖2所示的一條過坐標原點的斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應為 ；
A.
B.
C.mg
D.F
（3）當砂桶和砂的總質量較大導致a較大時，圖線 （填選項前的字母）
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為上述實驗中打下的一條紙帶，A點為小車剛釋放時打下的起始點，每兩點間還有四個計時點未畫出，測得 AB=2.0cm、AC=8.0cm、AE=32.0cm，打點計時器的頻率為 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、實驗前需要配合摩擦力，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測出，沙桶和沙的總質量不需要遠小于小車的質量，故B錯誤；

C、滑輪的摩擦和繩子的質量會影響示數，所以要求滑輪摩擦足夠小，繩的質量足夠輕，減小實驗誤差，故C正確；

D、應先接通打點計時器的電源，再釋放小車，故D錯誤．故選AC．
（2）探究加速度與合外力的關系實驗要控制小車質量M不變，由牛頓第二定律得：a= F，M一定時a與F成正比，應作出a﹣F圖象，故選D；
（3）因為彈簧秤直接測出了拉力大小，與沙桶和沙的總質量無關，當砂桶和砂的總質量較大時a較大，小車受到的拉力不受砂和砂桶質量的影響，a﹣F圖象仍保持原方向不變，仍然是一條直線，故選C；
（4）每兩點間還有四個計時點未畫出，計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，

由勻變速直線運動的推論△x=at2可知，加速度：a= = =4m/s2；

故答案為：（1）AC；（2）D；（3）C；（4）4．

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