Question

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中（1）某组同学用如图1所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中（1）某组同学用如图1所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．下列措施中不需要或不正确的是______A．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动．B．每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力C．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力D．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源（2）如图2所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a=______m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=______m/s．（结果保留二位有效数字）（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变） F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/m/s2 0.30 0.40 0.48 0.60 0.72①请根据表中的数据在坐标图3上作出a-F图象②图象不过坐标原点的原因可能是______，图线的斜率的倒数的物理含义是______

Answer 1

（1）A、实验时首先要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故A错误；
B、平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力，每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，故C正确；
D、实验中应先接通电源，然后再放开小车，故D错误；本题选错误的，故选：ABD．
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可得：
设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
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：
x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
x₆-x₃=3a₃T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：
a=

a1+a2+a3

3

=

xDG?xAD

9T2

=

(0.0867+0.1108+0.1349)?(0.0626+0.03880+0.015)

9×0．12

=2.4m/s²
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
v_C=

xBD

2T

=

0.0388+0.0626

2×0.1

=0.51m/s；
（3）①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

②由图象可知，a-F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度，即：木板一端垫得过高造成、斜面倾角太大造成的，
由牛顿第二定律得：a=

1

m

F，则a-F图象斜率为质量的倒数，图象斜率的倒数是小车的质量．
故答案为：（1）ABD；（2）2.4；0.51；（3）①图象如图所示，②平衡摩擦过度；小车的质量．