Question

在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处（至少两处）：                 ；                 。

（2）改正实验装置后，当M与m的大小关系满足      时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。

（3）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法正确的是______。

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码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，再接通打点计时器电源

D．求小车运动的加速度时,可用天平测出盘及盘中的砝码质量m以及小车质量M，直接用公式求出

（4）在“探究加速度与合外力关系”时，作出了如图所示的（a）、（b）图象，图（a）中三线表示实验中小车的___________不同；图（b）中图线不过原点的原因是__________________。

（5）图乙是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0．02s，结合图中给出的数据，求出小车运动加速度的大小为______m/s²，并求出纸带中P点瞬时速度大小为______m/s（计算结果均保留2位有效数字）

（6）该同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示，请你在答题纸上的坐标纸中选择合适刻度并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线。从图线中可得出当F不变时，小车加速度与质量之间的关系是______________。

实验次数	加速度 a/ m·s^－^2	小车与砝码总质量 m/kg	小车与砝码总质量的倒数 m^－^1/kg^－^1
1	0．31	0．20	5．0
2	0．25	0．25	4．0
3	0．21	0．30	3．3
4	0．18	0．35	2．9
5	0．16	0．40	2．5

Answer

（1）不能使用干电池；释放时小车距计时器太远。

（2）M远大于m（3）B（4）质量、平衡摩擦力过度（5）4．0、2．6

（6）如图；加速度与小车质量近似成反比

【解析】试题分析：（1）该实验中电磁打点计时器是利用4～6V的交流电源，电火花计时器是利用220V交流电源；不是直流电源．为了尽可能的利用纸带在释放前小车应紧靠打点计时器；

（2）设小车的质量为M，砝码盘总质量为m，将两者看做一个整体，对整体有，对小车有，联立可得，只有当时，

（3）平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；只要满足，即就行，从式中可以看出与质量无关，所以在实验前平衡一次摩擦力即可，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；实验时，先接通电源，再释放小车，故C错误．；小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，加速度不能直接用公式求出，故D错误．

（4）根据牛顿第二定律，物体质量一定时，加速度与合力成正比，即，a-F图象是一条通过坐标原点的直线，直线的斜率的倒数表示质量，图（a）中三条直线斜率不同，说明质量不同；图象（b）中拉力为零时小车有加速度，说明合力大于拉力，说明平衡摩擦力过度或平衡摩擦力时使平板倾角过大；

（5）由图可知，两计数点之间的时间间隔为；由逐差法可得：；

匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，故有：

（6）在合外力保持不变时，物体的加速度与物体的质量成反比，故作出加速度与小车质量倒数的关系图象，如图所示；

根据图象可知，当F不变时，小车加速度与质量成反比．

考点：探究“加速度与力、质量的关系”的实验

【名师点睛】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于钩码质量的双重条件下，才能用钩码重力代替小车所受的合力，同时加强基础物理知识在实验中的应用，加强解决实验问题的能力．