题目内容

16．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图1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．（滑轮质量以及轮轴的摩擦可以忽略不计，小车与桌面的摩擦不计）

（1）实验时，一定要进行的操作是BD．
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．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
C．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
D．改变砂和砂桶的质量，打出多条纸带，获取多组实验数据，建立a-F图象．
（2）该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为0.476m/s2（结果保留三位有效数字）． 
（3）根据实验数据，建立a-F图象为过原点的直线，由图象可得实验结论：质量不变，加速度与合力成正比．

分析 （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）依据逐差法可得小车加速度．
（3）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，应采用控制变量法，根据a-F图象，得出a与F的关系．

解答 解：（1）AC、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AC错误．
B、打点计时器运用时，都是先接通电源，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B正确；
D、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；
故选：BD．
（2）由于两计数点间还有4个点没有画出，故单摆周期为0.1s，
由△x=aT2可得：a=$\frac{0.0282+0.0330+0.0381-0.0142-0.0191-0.0232}{9×0．{1}^{2}}$=0.476m/s2．
（3）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为研究加速度与力的关系，应保持物体的质量不变，从图象可知，质量不变，加速度与合力成正比．
故答案为：（1）BD；（2）0.476；（3）质量不变，加速度与合力成正比．

点评 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，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的倒数．

练习册系列答案
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13．如图所示，物体A、B质量相等，它们与水平面的摩擦因数也相等，且作用力FA=FB，若A、B由静止开始运动相同距离的过程中，则（　　）
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B．FA对A做的功大于FB对B做的功
C．FA对A做功的功率大于FB对B做功的功率
D．物体A获得的动能小于物体B获得的动能
7．如图所示的几种情况，重力做功的是（　　）
A．
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