题目内容

17．某同学利用如图所示实验装置“探究加速度与力、质量的关系”

（1）实验中打点计时器应接交流电源（选填“交流”或“直流”）；为了用沙和沙桶的重力表示绳上拉力，实验中小车质量应远大于沙和沙桶的总质量．（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）
（2）该同学实验中打出了一条纸带，如图2所示，计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取1个计数点，量出相邻两个计数点之间的距离分别为：OA=1.40cm，AB=1.70cm，BC=2.00cm，CD=2.30cm，由此可知，小车的加速度大小为0.30m/s2．
（3）在实验中保持小车质量不变，改变沙和沙桶的总质量，测的沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如表：
①根据测得的数据，在图3中作出a=F图象；
F/N0.210.300.400.490.60
a/（m•s-2）0.100.210.290.410.49
②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为0.12N（结果保留两位有效数字）．

分析 小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用让沙和沙桶总质量重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车加速度为a，则：绳上的力为F=Ma，对让沙和沙桶总质量来说：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用让沙和沙桶总质量的重力表示小车受到的合外力，则Ma=（M+m）a，必须要满足让沙和沙桶总质量远小于小车的总质量．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，采用描点法作出a-F图象．当小车刚开始运动时所受的静摩擦力即为最大静摩擦力，由图象读出a=0时的F即可得到．

解答 解：（1）实验中打点计时器应接交流电源，为了用沙和沙桶的重力表示绳上拉力，实验中小车质量应远大于沙和沙桶的总质量．
（2）每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
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：a=$\frac{0.017-0.014}{0.01}$=0.30m/s2．
（3）①建立坐标系a-F，采用描点法，作出a-F图象如图；
②当小车刚开始运动时所受的静摩擦力即为最大静摩擦力，由图象读出a=0时的F=0.12N，则知最大静摩擦力为0.12N．
故答案为：（1）交流，远大于；（2）0.30；（3）①如图所示；②0.12

点评 本题考查了打点计时器应用的注意事项及打出的纸带的处理方法，有利于学生基本知识的掌握，同时也考查了学生对实验数据的处理方法，及试验条件的掌握，平衡摩擦力的方法．

练习册系列答案
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