Question

10．某同学用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定．

（1）实验时，一定要进行的操作是AB
A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
B．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
C．用天平测出砂和砂桶的总质量
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）以测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a-F图象正确的是A

（3）若实验中求出的a-F图象的斜率为k，则小车的质量为$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤；
（2）加速度与力F成正比，抓住实验中未平衡摩擦力，确定正确的a-F图线；
（3）根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合图线的斜率求出小车的质量．

解答 解：（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故A正确；
B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故B正确；
c、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故C、D错误．
故选：AB．
（2）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a-F图象是一条倾斜的直线，由实验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，则画出的a-F图象在F轴上有截距，故A正确．
故选：A．
（3）在本题中，F_合=2F=ma，则a=$\frac{2F}{m}$，可知图线的斜率k=$\frac{2}{m}$，解得m=$\frac{2}{k}$．
故答案为：（1）AB，（2）A，（3）$\frac{2}{k}$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，本题实验和课本实验的不同之处在于弹簧秤的读数不是小车的合力，小车所受的合力是弹簧秤读数的2倍．