Question

在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．

（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是________．

A.必须用天平测出砂和砂桶的质量

B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

C.应当先释放小车，再接通电源

D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带

（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是________m/s².(计算结果保留三位有效数字)

（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力F_f=________N.

（4）小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为________m/s².

Answer

D 2.40 1.0 5 m/s2或4.9 m/s2

【解析】(1)AB.本题拉力可以由力传感器来测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量，故A错误，B错误；

C. 打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C错误；

D．该实验探究加速度与力和质量的关系，需要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确

故选：D

(2) 相邻两计数点之间还有四个点未画出，T=0.1s，根据， ；

（3）根据牛顿第二定律：2F-Ff=ma，a=0时，Ff=2F=1.0N；

（4）设绳子拉力为T，根据牛顿第二定律：

mg-T=2ma

2T=Ma

联立解得： ，当m无穷大时，a=5m/s2。