Question

某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
（1）在实验中必须平衡摩擦力，以

 

平衡摩擦力，当小车

 

运动时，摩擦力恰好被平衡
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选

 

组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g        B．200g～400g        C．1000g～2000g
（3）实验中打点计时器所使用的是

 

 （交流、直流）电源 频率为50Hz，如图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出每两个计数点间的时间间隔是

 

 s，由该纸带可求得小车的加速度a=

 

m/s²．（结果保留两位小数）
（4）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图3所示，分析线段OA，可得出实验的结论是

 

．

Answer 1

分析：（1）通过倾斜木板，由力的分解结合平行四边形定则，即可求解；
（2）本实验要求钩码的质量远小于小车的质量，据此可正确解答．
（3）打点计时器使用交流电，通过点与点时间间隔可求出两个计数点间的时间，再根据逐差法可求出加速度的数值．
（4）根据实验目的可得出实验结论，在忽略误差的前提下，质量不变时，物体的加速度与所受合外力成正比．

解答：解：（1）通过倾斜木板，使小车的重力沿斜面的分力与小车的滑动摩擦力相等，则小车做匀速直线运动，摩擦力恰好被平衡．
（2）本实验要求钩码的质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故BC错误，A正确．
（3）打点计时器，使用交流电源．
根据交流电的频率50Hz，则点与点时间间隔为0.02s，因每相邻两计数点间还有4个打点未标出，所以每两个计数点间的时间间隔是0.02×5s=0.1s；
由题意可知：a₁=

s4-s2

2T2

①
a₂=

s3-s1

2T2

②
a=

a1+a2

2

③
联立①②③可解得：a=1.07m/s²．
故答案为：1.07．
（4）随着所加砝码个数的增加，砝码的质量不再远小于小车质量，因此图线发生偏折，开始时，砝码质量远小于小车质量，满足实验条件，根据图象可知，在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比．
故答案为：（1）倾斜木板；匀速直线；（2）故选A．（3）交流；0.1；1.07；（4）在质量不变的条件下，物体的加速度与合外力成正比．

点评：明确实验原理以及具体的操作细节，加强动手实验，同时加强基本运动学规律在物理实验中的应用．
对该实验要明确实验原理，尤其是正确理解该实验要满足的条件：小车质量远大于砝码质量．