Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置，计时器打点频率为50Hz．

（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图2所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为      m/s²．

（2）在实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力的目的是用      （选填“沙和沙桶的重力”、“绳对小车的拉力”）表示小车的合力．

（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图3所示，则图中直线发生弯曲的原因是

A．没有平衡摩擦力

B．平衡摩擦力过大

C．没有满足小车的质量远小于沙和沙桶的总质量

D．没有满足小车的质量远大于沙和沙桶的总质量．

Answer

（1）5；

（2）绳对小车的拉力；

（3）D

【解析】

试题分析：该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，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两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．

直线发生弯曲，由图可以看出图象的斜率逐渐减小，结合实验原理分析原因．

【解析】
（1）利用匀变速直线运动的推论得出：

vE===0.85m/s

小车的加速度为：

a==m/s2=5m/s2

（2）在实验前应先平衡摩擦力，平衡摩擦力的目的是用 沙和沙桶的重力 表示小车的合力．

（3）设小车的加速度为a，绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：

mg﹣F=ma

以小车为研究对象F=Ma

解得：a=

故：F=Ma=

所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，

而不满足m＜＜M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．

故答案为：（1）5；（2）绳对小车的拉力；（3）D

【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．