Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，使用了如图甲所示的装置，计时器打点频率为50Hz。⑴该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持________不变；若该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，为了直观判断二者间的关系，应作出__________图象。

⑵该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图乙所示，自A点起，测得相邻两点间的距离分别为8.0mm、10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm，则打E点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为________m/s2（结果均保留2位有效数字）。

（3）该同学通过数据的处理作出了a－F图象，如图所示，则

①当小车的质量M与沙桶质量m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。

②图中的直线不过原点的原因是__________。

③此图中直线发生弯曲的原因是__________。

Answer 1

【答案】⑴小车质量 a---1/M ⑵0.75 5.0 ⑶ ①M >>m ②平衡摩擦力过度（或平衡摩擦力时木板倾角太大） ③没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量

【解析】

（1）验证牛顿第二定律要用控制变量法，作图时为了便于观测尽量作出直线；

（2）利用中间时刻速度推论计算瞬时速度，逐差法计算加速度；

（3）误差一般两方面，原理引起的误差，操作引起的误差。

(1)在探究加速度与外力的关系时,应该保持小车的质量不变,要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系.在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出图象

(2)利用匀变速直线运动的推论:

小车加速度

(3)①要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必须满足M >>m。

②图中当F=0时, .也就是说当绳子上没有拉力时,小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力小于重力的分力,所以原因是实验前木板右端垫得过高,即平衡摩擦力过度导致.

③要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必有,而不满足时,随m的增大物体的加速度a逐渐减小.故图象弯曲的原因是:未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量.