Question

【题目】用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验。

（1）下下面列出了一些实验器材：

打点计时器、纸带、刻度尺、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的两种实验器材是________。

A．秒表 B．天平（附砝码）

C．直流电源 D．交流电源

（2）实验中，需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力，正确的做法是________。

A．小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动。

B．小车放在木板上，挂上砂桶，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动。

C．小车放在木板上，小车后面拴一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是________。

（4）实验中需要计算小车的加速度。如图所示， A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=________。已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则a=________m/s2（结果保留2位有效数字）。

（5）某小组在探究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量M，分别记录小车加速度a与其质量M的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量M的图像，如图（甲），然后由图像直接得出a与M成反比。乙同学认为应该继续验证a与其质量倒数1/M是否成正比，并作出小车加速度a与其质量倒数1/M的图像，如图（乙）所示。你认为____同学（选填“甲”或“乙”）的方案更合理。

（6）另一小组在研究“质量一定时，加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，通过改变砂的质量来改变小车受到的拉力F，根据测得的数据作出a－F图像，如图所示。发现图像不过原点，末端发生了弯曲，出现这种情况可能的原因是____。

A．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且小车质量较大

B．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大

C．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大

D．平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大

Answer 1

【答案】 （1）BD （2）C （3）m<<M （4） 0.56 （5）乙 （6）B

【解析】（1）本实验还需要的两种实验器材是:天平（附砝码），用来测质量；打点计时器要用交流电源，故选BD.

（2）平衡摩擦力的方法是：小车放在木板上，小车后面拴一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动，故选C.

（3）小车受到的拉力F＝Ma＝，当m＜＜M时，即砂桶总重力远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砂桶的总重力；

（4）根据x=aT2，则 ；已知T=0.10s，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则

（5）由牛顿第二定律得： ，由此可知：a与成正比，为方便实验数据处理，应作出a- 图象，因此同学乙的方案更合理；
（6）由图示图象可知，图象没有过原点，当拉力为零时就已经有了加速度，这是由于平衡摩擦力过头，即木板倾角过大造成的；由图示图象可知，当F较大时图象发生弯曲，这是由于砂与砂桶质量过大造成的，故B正确，故选B．