Question

【题目】某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验：

(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数)。

①为了减小实验误差，下列做法正确的是____

A．只需平衡小车的摩擦力

B．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻

C．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量

D．先释放小车，后接通打点计时器的电源

②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为________。

A.1/M B.1/m C．mg D．F

③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线______(填选项前的字母)。

A．逐渐偏向纵轴 B．逐渐偏向横轴 C．仍保持原方向不变

（2）下图为上述实验中得到的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_______m/s2（结果保留三位有效数字）。

Answer 1

【答案】(1).① B; ②. D; ③. C; (2). 2.00

【解析】

（1）实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，既要平衡小车所受的摩擦力，也包括纸带与打点计时器之间的摩擦力，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，选项A错误；滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数，所以滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻，选项B正确；本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力，不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力，所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项C错误；实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故选项D错误．故选B．
（2）对小车分析，应有F=ma，解得：，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故D正确．
（3）由于图象的斜率为k=，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C正确．故选C.
（4）由题意T=0.1s，根据△x=aT2可知