Question

为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平之间摩擦力的影响应采取的做法是______
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，是小车在你钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C．使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
（2）在实验中，得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点的时间间隔为T，且间距S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆已量出，则小车加速度的表达式为a=______；
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图3所示．图线______是在轨道倾斜情况下得到的（选填①或②）；小车及车中的砝码总质量m=______kg．

Answer 1

解：（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动．
故选：C
（2）由匀变速运动的规律得：
s₄-s₁=3aT²
s₅-s₂=3aT²
s₆-s₃=3aT²
联立得：
（s₄+s₅+s₆）-（s₁+s₂+s₃）=9aT²
解得：a=
（3）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
根据F=ma得a-F图象的斜率k=
由a-F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．
故答案为：（1）C
（2）
（3）①，0.5
分析：（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．
（2）从纸带上求加速度可以用逐差法求解．
（3）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，根据F=ma得a-F图象的斜率k=
点评：对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练．