题目内容
20．
某实验小组成员要做“探究加速度与合外力，质量关系”实验．（1）实验前要平衡摩擦力，关于平衡摩擦力，下列说法中正确的是B．
A．平衡摩擦力的方法就是，通过改变悬挂钩码的质量，使小车能匀速滑动
B．平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
C．平衡摩擦力时，若小车能从垫斜的木板上静止开始下滑，则表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡
D．若改变小车的质量，则需要重新平衡摩擦力
（2）实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，如图1为实验中打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测出x1=4.20cm，x2=5.52cm，x3=9.42cm，x4=10.70cm，则木块加速度的大小a=1.3m/s2（保留两位有效数字）．
（3）小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，根据各自测得的数据在同一坐标纸上作出a-F图象如图2所示，根据图象可知，这两个同学实验操作时，都没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，若甲、乙两同学所用小车的质量分别为m甲、m乙，由图可知，m甲小于m乙，（选填“大于”“小于”或“等于”）
分析 （1）实验前要平衡摩擦力，使小车受到的合力等于细线的拉力；平衡摩擦力后在实验过程中不需要再平衡摩擦力．
（2）应用匀变速直线运动的推论：△x=at2可以求出加速度．
（3）求出图象的函数表达式，分析图示图象根据图象特点分析答题．
解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是，不挂钩码，让小车与纸带相连，调节斜面的倾角直到小车在斜面上做匀速直线运动为止，故A错误；
B、平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故B正确；
C、平衡摩擦力时，小车能在斜面上做匀速直线运动表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡，故C错误；
D、平衡摩擦力后改变小车的质量时不需要重新平衡摩擦力，故D错误；故选B；
（2）电源频率为50Hz，相邻两计数点间还有4个打点未画出，则计数点间的时间间隔：t=5×0.02s=0.1s，
由：△x=at2可知加速度：a=$\frac{{x}_{5}-{x}_{1}+{x}_{6}-{x}_{2}}{8{t}^{2}}$=$\frac{0.0942-0.0420+0.1070-0.0552}{8×0．{1}^{2}}$=1.3m/s2；
（3）由图象图象可知，当拉力大到一定值时才产生加速度，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
由牛顿第二定律可知：a=$\frac{1}{m}$F，则图象的斜率：k=$\frac{1}{m}$，由图示图象可知：k甲＞k乙，则：m甲＜m乙；
故答案为：（1）B；（2）1.3；（3）平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（3）小于．
点评 探究加速度与力、质量关系实验前要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法；由匀变速直线运动的推论可以求出加速度；求出图象的函数表达式可以比较两小车的质量关系．求加速度时要注意计数点间的时间间隔，这是易错点．
| A． | 规则物体的重心一定在物体的几何中心上 | |
| B． | 劲度系数大的弹簧，产生的弹力越大 | |
| C． | 压弹簧时，手先给弹簧一个压力而使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力 | |
| D． | 木块放在桌面上，要受到一个向上弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的 |
如图所示，虚线是等势线，实线是带负电的粒子在电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若粒子在电场中运动时仅受电场力作用，下列说法正确的是（ ）| A． | 电场方向水平向右 | |
| B． | 电场方向竖直向上 | |
| C． | 粒子从b点向a点运动，电势能一定减小 | |
| D． | 粒子从a点向b点运动，电势能一定减小 |
“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，即：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，实验装置中，把木板的一侧垫高，其目的是平衡摩擦力．某位同学先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，分别读出指针所指刻度尺的刻度，所得数据列表如下（g=10 m/s2）．
| 钩码质量m/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| 刻度尺的刻度x/cm | 11.70 | 13.40 | 15.10 | 16.80 | 18.50 |
（2）根据图b图象可以得到该弹簧的原长x0=11.7cm．
（3）根据图b图象可以得到弹簧的劲度系数k=0.588N/cm．（结果保留3位有效数字）
