Question

（14分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，已知计时器打点频率为50Hz。

（1）该同学得到一条纸带，每五个点取一个计数点，在纸带上连续取七个计数点，自A点起，相邻两个计数点间的距离分别为2.04cm、4.06cm、6.05cm、8.04cm、10.06cm、12.05cm，则打E点时小车的速度为 m/s，小车的加速度为 m/s2。

（2）该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持 不变。

（3）该同学通过数据的处理做出了a-F图像，如图所示，则

①图中的直线不过原点的原因是 。

②图中的力F理论上指 ，而实验中却用 表示。（填字母符号）

A．砂和砂桶的重力 B．小车的重力

C．小车受到的摩擦力 D．绳对小车的拉力

③此图中直线发生弯曲的原因是 。

Answer 1

（1）0.905或0.91m/s、2.0或者2.00 m/s2 （2）小车质量M

（3）①平衡摩擦力时木板的右端垫得过高 ②D、A

③随着F的增大不再满足沙桶质量远小于小车质量m<<M

【解析】

试题分析：（1）E点的瞬时速度等于DF段或CG段的平均速度，vE==0.905m/s；根据相邻相等时间内的位移差相等，s=at2，a=2.0m/s2；

（2）根据控制变量法，要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量不变。

（3）①直线不过原点，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．

②根据牛顿第二定律以及该实验的实验原理可知，图中的力F理论上指绳子对小车的拉力，当砂和砂桶的质量远小于小车的质量时，可以用砂和砂桶的重力来表示小车的拉力，故实验中用砂和砂桶的重力表示小车的拉力．

③F增大，即砂和砂桶的质量增大，不再满足远小于小车的质量，加速度减小。

考点：探究加速度与力、质量的关系