Question

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中

(1)某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要或不正确的是（_______）

A.平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动

B.每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

C.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

D.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源

(2)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC=3.88 cm，CD=6.26 cm，DE=8.67 cm，EF=11.08 cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a =______m/s²，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v _C = ____m/s．(结果保留二位有效数字) 。

(3).某同学根据测得小车的加速度a和拉力F的数据作出a—F图象（小车质量保持不变）:图象不过坐标原点的原因可能是_____________;图线的斜率的倒数的物理含义是___________.

Answer

ABD2.40.51平衡小车与板的摩擦力时板的倾角过大小车的质量

【解析】

（1）A、实验时首先要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故A错误；
B、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，每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，从而实现改变小车的合力，故C正确；    
D、为了提高纸带的利用率，在纸带上尽量多的打点，因此实验中应先接通电源，后放开小车，故D错误；故选：ABD．
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
x6-x3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．；
（3）由图象可知，a-F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度或木板一端垫得过高造成的．根据牛顿第二定律公式，F=ma，则有，，那么图线的斜率的倒数的物理含义是小车的质量.
点睛：对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．该题考查在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中的注意事项：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动；同时会求瞬时速度与加速度，学会通过描点作图象，注意单位的统一与正确的计算．