Question

19．（1）在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中（如图1），以下做法正确的是B
A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，后接通电源
D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响

（2）有两位同学通过测量，分别作出a-F图象如图2，试分析：
甲图的线不通过坐标原点的原因是斜面倾角太小；
乙图的线不通过坐标原点的原因是斜面倾角太大．
（3）以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图3中取合适的坐标系，作出图象．
表格：所有实验砂桶质量均取m=50g

次数	小车质量 M/g	加速度 a/m•s-2	$\frac{1}{M}$/kg-1
1	200	1.91	5.00
2	250	1.71	4.00
3	300	1.50	3.33
4	350	1.36	2.86
5	400	1.12	2.50
6	450	1.00	2.22
7	500	0.90	2.00

根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：未能满足砂与砂桶的总质量远小于小车的质量．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．
（2）根据图线中F不等于零，加速度仍然为零，以及F等于零，加速度不为零，分析产生这种情况的原因．
（3）以纵轴为加速度，横轴为$\frac{1}{M}$描点作图，根据图线的弯曲，分析误差形成的原因．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误；
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故C错误；
D、当重物的质量远小于小车的质量时我们才可以认为小车的合力等于重物的重力，故D错误．
故选：B．
（2）甲图的线不通过坐标原点，F不等于零，a仍然等于零，可知斜面的倾角太小．
乙图的线不通过坐标原点，F等于零，a不等于零，可知斜面的倾角太大．
（3）作出a-$\frac{1}{M}$图线，如图所示，由图象可知，随着$\frac{1}{M}$的增大，小车质量逐渐减小，不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量，因此图象出现了偏折．即原因是不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量．
故答案为：（1）B
（2）斜面倾角太小，斜面倾角太大
（3）未能满足砂与砂桶的总质量远小于小车的质量

点评 解决本题的关键知道研究加速度与质量的关系，应该作a-$\frac{1}{M}$图线，为了使沙和砂桶的重力等于绳子的拉力，则小车的质量应远大于沙和砂桶的重力．