Question

如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是      ．

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板水平放置，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

D．将长木板的一端垫起适当的高度，将砂桶挂上，撤去纸带，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

（2）实验中要进行m和M的选取，以下最合理的一组是      ．

A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（3）图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：S_AB=4.22cm，S_BC=4.65cm，S_CD=5.08cm，S_DE=5.49cm，S_EF=5.91cm，S_FG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则B点的速度v_B=      m/s，小车的加速度a=      m/s²（结果均保留两位有效数字）．

Answer

（1）C；

（2）C；

（3）0.44，0.42

【解析】

试题分析：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应平衡摩擦力；

（2）当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，即m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于沙和沙桶的重力；

（3）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，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B点时小车的瞬时速度大小．

【解析】
（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，故C正确．

故选：C

（2）当m＜＜M时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是C．

故选：C．

（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为：T=0.1s，

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B点时小车的瞬时速度大小．为：

vB==0.44m/s，

利用匀变速直线运动的推论有：△x=at2，

sDE﹣sAB=3a1T2

sEF﹣sBC=3a2T2

sFG﹣sCD=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：

a=（a1+a2+a3）==0.42m/s2

故答案为：（1）C；（2）C；（3）0.44，0.42

【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．