Question

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)

（1）实验时，下列要进行的操作正确的是________。

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A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板左端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s²(结果保留两位有效数字)。

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（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。

A．2tan θ     B.       C．k       D.

Answer

CD 1.3 D

【解析】(1)A、E项：本题拉力可以由弹簧测力计测出，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、E错误；

B项：该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C项：打点计时器运用时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C错误；

D项：改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确。

(2) 由于两计数点间还有2个点没有画出，故两点之间的时间间隔为T=2×0.02s=0.04s，

根据逐差法 (3)根据， ，图像的斜率k，即，所以小车的质量，故D正确。

点晴：(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；

(2) 小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量倒数的两倍。