Question

12．某同学利用如图1所示实验装置“探究加速度与力、质量的关系”
（1）实验中要进行沙与桶的质量m和小车的M的选取，以下最合理的一组是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）如图2是某同学实验中获得的一条纸带．ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x=0.70cm；C点对应的速度是0.100m/s，由此可知，小车的加速度大小为0.200m/s²．（计算结果保留三位有效数字）
（3）在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，该同学疏忽了平衡摩擦力，测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（ m?s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根据测得的数据，在右3中作出a-F图象；
②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为0.12N．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）只有当小车质量远大于砂桶和砂的总质量时，才可近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力．
（2）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，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．
（3）采用描点法作出a-F图象．当小车刚开始运动时所受的静摩擦力即为最大静摩擦力，由图象读出a=0时的F即可得到．

解答 解：（1）实验时要控制：小车质量远大于砂桶和砂的总质量，分析所给数据可知，最合理的一组数据是C．
故选：C
（2）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，A、B两点间的距离s=1.70cm-1.00cm=0.70cm；
由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
由于做匀变速直线运动的物体在某段时间内平均速度就等于在该段时间内的中间时刻瞬时速度，故有：
v_C=$\frac{0.0090+0.0110}{0.2}$m/s=0.100m/s
根据△x=aT²可得物体的加速度为：
a=$\frac{0.0110-0.0090}{0.01}$m/s²=0.200m/s²；
（3）（3）①建立坐标系a-F，采用描点法，作出a-F图象如图；
②当小车刚开始运动时所受的静摩擦力即为最大静摩擦力，由图象读出a=0时的F=0.12N，则知最大静摩擦力为0.12N．
故答案为：（1）C；（2）0.70cm；0.100；0.200；（3）如图所示；0.12．

点评 本题考查了实验数据处理与实验注意事项，探究加速度与力、质量的关系时，应使砂及砂桶的质量远小于小车质量，实验前要平衡摩擦力，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．