Question

5．根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目．
（1）有关实验以及数据处理，下列说法正确的是ACD．
A．应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差
B．可以用天平测出小桶和砂的总质量m₁及小车和砝码的总质量m₂；根据公式a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}}$，求出小车的加速度
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差
D．处理实验数据时采用a-$\frac{1}{M}$图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a-F关系可用图1中的哪个表示？C（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）

（3）某学生将实验装置按如图2所示安装好，准备接通电源后开始做实验．他的装置图中，明显的错误是打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器间的距离太长；木板水平，没有平衡摩擦力．．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力、质量的关系实验中，在砂桶总质量远小于小车及砝码总质量的情况下，可以认为小车受到的拉力等于砂桶重力；在实验前应平衡小车受到的摩擦力；小车的加速应根据打点计时器打出的纸带求出；为减小实验误差应多次几组实验数据，应用图象法处理实验数据；
（2）平衡摩擦力时，如果长木板的一侧垫得过高，重力的分力大于摩擦力，小车受到的合力大于砂桶的拉力，a-F图象不过原点，在a轴上有截距；
（3）根据实验的原理和实验方法分析实验中的注意事项．

解答 解：（1）A、应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故A正确；
B、小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，不能用天平测出小桶和砂的总质量m₁及小车和砝码总质量m₂；根据公式a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}}$求出小车的加速度，故B错误；
C、处理实验数据时应采用描点法画图象，可以减小误差，故C正确；
D、为了将图象画成我们熟悉的直线，更直观反映两个变量的关系．a与M成反比，故数据处理应作a-$\frac{1}{M}$图象，故D正确；
故选：ACD．
（2）在平衡摩擦力时，把长木板的一侧垫得过高，使得倾角偏大，小车重力沿木板向下的分力大于小车受到摩擦力，小车受到的合力大于砂桶的拉力，在砂桶对小桶施加拉力前，小车已经有加速度；在探究物体的加速度与力的关系时，作出的a-F在a轴上有截距，故C正确；
（3）由实验原理图可知，
打点计时器用的必须是交流电，图中用的是直流电，所以采用的电源不对，
小车释放的位置应该靠近计时器，以便测量更多的数据来减小误差．
同时木板水平，没有平衡摩擦力．
故错误的为：①打点计时器接的是直流电源．②小车释放的位置远离计时器③木板水平，没有平衡摩擦力
故答案为：（1）ACD；（2）C；（3）打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器间的距离太长；木板水平，没有平衡摩擦力．

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
对于课本中基础力学实验，要到实验室进行实际操作，这样才能明确实验步骤和具体的操作的含义．