Question

某探究学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，图中小车的质量用M表示，钩码的质量用表示，要顺利完成该实验，则：

（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是                    ；要使细线的拉力等于钩码的总重力，应满足的条件是                   。

（2）某次打出的某一条纸带，A.B.C.D.E、F为相邻的6个计数点，如下图所示，相邻计数点间还有四个点未标出，利用图中给出的数据可求出小车在B点速度     ，小车的加速度       （结果保留两位有效数字）。

（3）某位同学经过测量、计算得到如下数据，请在图中作出小车加速度与所受合外力的关系图像。

（4）由图像可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：           。

Answer

（1）平衡摩擦力

（2），

（3）如图

（4）木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“未完全平衡摩擦力”）

【解析】

试题分析：（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，所以必需有小车的重力沿轨道的分力等于轨道对小车的摩擦力，所以做实验时必需平衡摩擦力；以砂桶作为研究对象有

以小车作为研究对象有，联立以上两式可得

要绳子的拉力等于砂桶的总的重力，即，故，则有；

（2）由于相邻两计数点间还有4个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔．根据匀变速直线运动的推论公式得，

解得：；

根据中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度则：。

（3）根据表格数据，作出与F的坐标，进行一一描点，然后平滑连线，即如图所示；

（4）从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，即小车还受到摩擦力的作用，说明摩擦力还没有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够，没有完全平衡掉摩擦力，所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力。

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系

【名师点睛】掌握实验原理是正确解决实验题目的前提条件；实验时要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或过平衡摩擦力都是错误的；要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。