Question

图为“探究加速度与力．质量关系”的实验装置示意图．沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．实验操作中有关说法正确的是（ ）

A．调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，这样做的目的是为了可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

B．如右图所示是某一次实验中描绘出的加速度a与力F的关系图像，其中OA段是通过原点的直线，而AB段是曲线，这是沙桶里的沙不断增多的缘故。

C．正确平衡摩擦力的方法是：将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及沙和沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

D．每次改变小车质量后，需重新平衡摩擦力

（2）某同学将沙及沙桶的总重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的（ ）

A．在接通电源的同时释放了小车

B．小车释放时离打点计时器太近

C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D．沙桶做匀加速运动，沙和沙桶总重力大于细绳拉力

（3）某同学根据实验数据画出的a-图线如图所示，从图线可得沙和沙桶的总质量为________ kg.

Answer 1

（1）AB（2）CD（3）0.02

【解析】

试题分析：（1）实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，A正确；a-F图线的斜率表示质量的倒数，开始砝码和砝码盘重力比较小，砝码和砝码盘基本等于绳子的拉力，斜率为小车质量的倒数，斜率不变．当上部于砝码和砝码盘的重力比较大，不满足小车的质量M远大于砝码和砝码盘的质量m，砝码和砝码盘重力不等于绳子的拉力，只有对整体研究，砝码和砝码盘的重力才表示合力，但斜率的倒数为M+m的倒数，所以上部图线弯曲，B正确；将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂沙和沙桶的情况下使小车恰好做匀速运动，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．要判断是否是匀速运动，我们可以从打出的纸带相邻的点的间距来判断小车是否做匀速运动，C错误；平衡摩擦力时，满足，即，与质量无关，只需要满足该式子即可，所以每次改变小车质量后不需要重新平衡摩擦力，D错误；

（2）他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的，即试验 中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，CD正确

（3）根据牛顿第二定律可知，，则F即为图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力，解得：

考点：“探究加速度与力．质量关系”的实验