Question

【题目】如图所示是某同学设计的“验证加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，如图甲，实验中认为细绳对小车的拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动的加速度可由纸带求得。

(1)关于该同学对该实验的认识，下列说法中不正确的是（____）

A．处理实验数据时采用a–图象，是为了便于根据图线直观地作出判断

B．该实验采用了控制变量的思想方法

C．平衡摩擦力时应该把打点计时器一端垫高，不挂砂桶时，小车能在木板上匀速运动

D．在研究a-F关系时，实验中可以不测量砂和砂桶的总重力，绳中拉力F可以用测量的小车质量m和对应纸带测得的加速度a的乘积计算得到，即F=ma可得拉力F。

(2)实验室中所使用的打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________m/s2。（计算结果保留2位有效数字）

(3)某同学根据测得数据做出a-F图像，如图丙，此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（______）

A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态

C．所挂砂和砂桶的总质量太大

D．所用小车的质量太大

(4)有同学甲和同学乙分别把得到的a和F数据做到同一个a-F图像上，如图丁所示，图A、B分别是甲乙同学通过实验得到的数据，由图像可以看出，图像都不过原点，原因是：

_______________________________________________________________________________

(5)由图丁的图像可知，他们使用的小车的质量分别为mA、mB，则他们的质量mA_______mB。（填“大于”、“等于”、“小于”）

Answer 1

【答案】D 0.88 C 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 小于

【解析】

（1）AB、本实验的方法是控制变量法，因拉力F不变时，a和小车m成反比，则和成正比，研究正比性比反比性更直观方便，AB正确；

C、平衡摩擦力时应该把打点计时器一端垫高，不挂砂桶时，小车能在木板上匀速运动，打出的纸带点迹均匀，这样就能保证，在将来挂砂桶后，小车收到的合力就是绳子的拉力，C正确；

D、本实验目的是为了验证加速度a与力F、质量m的关系，所以不能从结论出发计算拉力，D错误。

故本题不正确的选D。

（2）由逐差法可得：

（3）本实验要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受合外力；由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；设小车的质量为M，钩码的质量为m，由实验原理得：，

而实际上

可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的，即小盘和砝码的质量m太大，故C正确，ABD醋藕。

故选C。

（4）由图像可知，只有力F达到一定值时，小车才会有加速度，故造成图像不过原点的原因，是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

（5）图像的斜率为质量的倒数，故。

故本题答案为：(1). D (2). 0.88 (3). C (4). 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 (5). 小于