Question

在验证牛顿第二定律实验中，小车及车中砝码的质量用M表示，桶及桶中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带通过打点计时器打出的点计算出。

（1）某组同学用如图甲所示装置，采用控制变量的方法，来研究M不变的情况下，小车的加速度a与小车受到的力的关系。下列操作不正确的是_____。

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中将小车靠近打点计时器，然后先放小车，再开打点计时器的开关

（2）该同学得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。相邻两点间的时间0.02s由此可算出小车的加速度a=_____。

（3）该同学测得小车质量M一定时，a与F的数据资料如下表所示。根据表中数据，在右图坐标系中描点画出图丙a=F图象：根据图象可以得出结论：_____。

a/（m/s^2）	1.98	4.06	5.95	8.12
F/N	1.00	2.00	3.00	4.00

Answer

②③⑤5m/s2a与F成正比

【解析】

（1）①、实验首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；
②、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②错误；
③、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量即改变拉小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，故③错误；
④、实验中，要保证塑料桶和所添加砝码的总质量远小于小车的质量，这样才能使得塑料桶和所添加砝码的总重力近似等于细绳对小车的拉力，所以实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，故④正确；
⑤、实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；
本题选不需要和不正确的，故选：②③⑤。
（2）由图乙所示纸带数据；再由△x=at2
可知加速度为：；
（3）描点作图，让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧，如图所示：

根据图象可以判定：因为a与F的图线为过原点的倾斜直线，知当M一定时，a与F的关系是a与F成正比。