Question

1．某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验，图甲为实验装置简图．

（1）该实验应采用控制变量法法，在探究加速度a与物体质量m关系时，应保持砂和砂桶质量不变（选填“砂和砂桶质量”或“小车质量”），同时实验还要求砂和砂桶质量远小于小车质量（选填“远大于”或“远小于”）．
图乙为某次实验用打点计时器测得的纸带，已知交流电的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s²．（保留两位有效数字）
（2）在利用打点计时器和小车来做“探究加速度a跟F、m之间关系”的实验时，下列说法中正确的是AC
A．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
B．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
C．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车
D．平衡摩擦力后，若改变小车和砝码的总质量后需要重新平衡摩擦力
（3）某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图丙所示．则实验存在的问题是平衡摩擦力时木板倾角过大或平衡摩擦力过度．

Answer 1

分析 （1）该实验采用控制变量法，结合连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．
（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的选项．
（3）抓住F=0，加速度a不等于零分析图线不过原点的原因．

解答 解：（1）探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系需采用控制变量法进行实验．
在探究加速度a与物体质量m关系时，应保持砂和砂桶的质量的不变．为了保证砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，要求砂和砂桶质量远小于小车质量．
根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{（7.21+7.72-6.19-6.70）×1{0}^{-2}}{4×0.0{4}^{2}}$≈3.2m/s²．
（2）A、细线的拉力等于小车所受的合力，连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行，且需要平衡摩擦力，故A正确．
B、平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上，故B错误．
C、小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，故C正确．
D、平衡摩擦力后，若改变小车和砝码的总质量后，不需要重新平衡摩擦力，故D错误．
故选：AC．
（3）由a一F图线可知，F=0时，加速度a不为零，可知平衡摩擦力时木板倾角过大．
故答案为：（1）控制变量法，砂和砂桶，远小于，3.2；（2）AC；（3）平衡摩擦力时木板倾角过大或平衡摩擦力过度．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．