Question

3．在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学组装了如图所示的装置．

（1）该装詈还需要做的调整是打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力（至少写出两项）；
（2）装置调整正确后进行实验，为了直观地判断出加速度a与小车质量m的关系，应作出a与$\frac{1}{m}$（选填“m”或“$\frac{1}{m}$”）的关系图象；
（3）如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力，实验中是否 必须满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量？否（选填“是”或“否”）

Answer 1

分析 （1）打点计时器使用的是交流电源，而干电池是直流电源．接通电源前，小车应紧靠打点计时器，而在该图中小车初始位置离打点计时器太远；实验中长木板水平放置，没有平衡小车的摩擦力．
（2）根据牛顿第二定律可知，加速度和质量成反比，故应该做a-$\frac{1}{m}$图象；采用描点法作图即可；
（3）如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力，则不需要用砝码盘与盘中砝码的重力代替绳子的拉力

解答 解：（1）①电磁式打点计时器使用的是4-6V的低压交流电，电火花打点计时器使用的是220V的交流电．所以打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；
②实验中水平放置，没有平衡小车的摩擦力．摩擦力的存在会有比较大的实验误差；
③小车初始位置离打点计时器太远，这样纸带只能使用一部分，一方面造成浪费，另一方面打下的纸带太短．
（2）在合外力保持不变时，物体的加速度与物体的质量成反比，故作出加速度与小车质量倒数的关系图象，即作出a-$\frac{1}{m}$图象；
（3）如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力，则不需要用砝码盘与盘中砝码的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量．
故答案为：（1）①打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；②实验中没有平衡小车的摩擦力；③小车初始位置离打点计时器太远  （任意选两个即可）；（2）$\frac{1}{m}$；（3）否

点评 本题第一问关键明确实验原理和实验误差的来源；第二问关键明确用图想法处理数据时，要作直线，直线较为形象直观．