Question

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：

（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．
请指出该装置中的错误或不妥之处：

①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；

（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是某次实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据求出小车的加速度a=

0.496

m/s²（保留3位有效数字）

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图3，该图线不通过坐标原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因可能是

BC

．（请填相应的字母）

A．平衡摩擦力时将木板垫得过高
B．平衡摩擦力时将木板垫得过低
C．平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙
D．实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动加速度．
知道为什么需要平衡摩擦力以及不平衡摩擦力或平衡摩擦力不够会带来什么问题．

解答：解：（1）该装置中的错误或不妥之处：
①打点计时器应接交流电源；
②小车应靠近打点计时器，如果小车靠近滑轮，打出来的纸带数据很短，不利于数据处理分析．
③应该平衡摩擦力；实验时我们要求认为绳子的拉力是小车的合力，由于小车运动受到木板的摩擦力，所以我们为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
（2）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s．
利用匀变速直线运动的推论△x=at²，由于相邻的计数点的位移之差不等，故采用逐差法求加速度．
a=

△x

t2

=

(0.0388+0.0339+0.0288)-(0.014+0.0189+0.0240)

9(0.1)2

m/s²=0.496m/s²
（3）A、如果平衡摩擦力时将木板垫得过高，应该细线没有拉力，小车就有了加速度，这与图象不符．故A错误．
B、如果平衡摩擦力时将木板垫得过低，也就是当F≠0时，小车的合力可以等于0，即a=0，故B正确．
C、如果平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙，因为平衡时是让小车做匀速运动，那么就增大了摩擦力，那么木板垫就得过低，也就是当F≠0时，小车的合力可以等于0，即a=0，故C正确．
D、如果实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量，是当F≠0时，小车也就运动有了加速度，所以该选项不符合图象，故D错误．
故选BC．
故答案为：（1）①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；
（2）0.496     （3）BC

点评：实验问题需要结合物理规律去解决．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
数据处理时注意单位的换算和有效数字的保留．