Question

5．在验证牛顿第二定律的实验中，某组同学使用如图甲所示装置，采用控制变量法，研究小车质量、小车的加速度与小车受到的力的关系：

（1）下列措施中正确的是D
A．平衡摩擦力时小车需挂上小桶
B．每次改变小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
C．实验中先释放小车，后接通打点计时器的电源
D．实验中通过在小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
（2）该组同学根据实验得到数据，画出a-F图象如图乙所示，那么该组同学实验中出现的问题最可能的是A
A．平衡摩擦力不足
B．平衡摩擦力过度
C．小车质量发生变化
D．绳子拉力方向没有跟平板平行．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力的关系实验时，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．小车的加速度应根据打出的纸带求出．
（2）实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在a-F图象的a轴上有截距．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故A错误；
B、每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B错误；    
C、实验中应先接通电源，后放开小车，故C错误；
D、实验中通过在小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，故D正确；
故选D．
（2）由图象可知，F-a图象在F轴上有截距，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的，故选A．
故答案为：（1）D；（2）A．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理分析，知道实验原理及注意事项即可正确解题；探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力．