题目内容
11．某兴趣小组设计出如图1所示的实验装置，探究小车的加速度跟合外力的关系，途中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上．按图1装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向砂桶中添加细砂粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0．
（1）将小车放回初位置并用手按住，继续向沙桶中添加一定量的砂粒，接通频率为50Hz的交流电源使打点计时器工作，然后释放小车，记下小车下滑过程中传感器的示数F1，打出一条纸带．再继续向沙桶中添加砂粒，多次重复实验，打出多条纸带，图2为某次实验打出的一条纸带，纸带上每四个计时点记为一个计数点，按时间顺序，取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离（单位：cm），分别标注在相应的计数点的下方，则小车的加速度a=0.756m/s2（结果保留三位有效数字）．
（2）算出各次小车的加速度和合力F（F=F1-F0），获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图象，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，下列图3图象可能正确的是AD．
（3）在上述实验中写出一条的主要误差来源：控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．
分析 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．
根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合关系式得出正确的图线．
解答 解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s，
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，
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，
得：x4-x1=3a1t2，x5-x2=3a2t2，x6-x3=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，
加速度：a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）=$\frac{0.1970-0.0645-0.0645}{9×0．{1}^{2}}$≈0.756m/s2，
（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F1-F0）的关系图象．
由于已经平衡摩擦力，所以图象应该过原点．故AD正确，BC错误；故选：AD．
（3）提高实验结果准确程度有益的建议：控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．
故答案为：（1）0.756；（2）AD；（3）控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．
点评 本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．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，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
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| A． | 若A不变，则 a 也不变 | |
| B． | 若A＞0且保持不变，则 a 逐渐变小 | |
| C． | 若A不变，则物体在中间位置处的速度为$\frac{{v}_{0}+{v}_{t}}{2}$ | |
| D． | 若A不变，则物体在中间位置处的速度为 $\sqrt{\frac{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{t}}^{2}}{2}}$ |
16．
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水平地面上的物体受重力G和水平作用力F保持静止，如图所示，现在使作用力F保持大小不变，方向沿逆时针方向缓慢转过180°，而物体始终保持静止，则在这个过程中，物体对地面的正压力FN和地面给物体的摩擦力Ff的变化情况是（ ）| A． | Ff不变 | B． | Ff先变小后变大 | C． | FN先变小后变大 | D． | FN先变大后变小 |
3．
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利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h．计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断错误的是（ ）| A． | 在0至t2时间内该同学处于失重状态 | |
| B． | 在t2至t3时间内该同学处于超重状态 | |
| C． | t3时刻该同学的加速度为零 | |
| D． | 在t3至t4时间内该同学的重心继续下降 |
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