Question

12．某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系．打点计时器使用交变电流的频率为50Hz．

（1）实验中必须进行的操作有AC．
A．平衡摩擦力时，不能挂钩码
B．改变小车的质量后，需要重新平衡摩擦力
C．小车要在靠近打点计时器的位置释放
D．为了使小车加速度大一些，应该尽量挂质量大的钩码
（2）实验中得到的纸带如图乙所示，每两个计数点间还有四个计时点未画出．则小车的加速度大小为0.50m/s²．

（3）该同学根据实验测得的数据，描绘出a-M图象如图丙，于是根据图象得出结论：a与M成反比．该同学的做法是否合理？不合理（填“合理”或“不合理”）．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，即mgsinθ=μmgcosθ，平衡摩擦力时，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上且只需要平衡一次；
（2）根据△x=aT²求解加速度；
（3）图象为曲线不能说明两个物理量成反比．

解答 解：A、平衡摩擦力时研究对象是小车，是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力时，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上，故A正确．
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力，即mgsinθ=μmgcosθ，故不需要重新平衡摩擦力，故B正确．
C、小车要在靠近打点计时器的位置释放，有利于纸带的利用，故C正确．
D、钩码的质量不能太大，否则不满足钩码质量远远小于小车质量，故D错误．
故选：AC
（2）根据△x=aT²得：a=$\frac{0.0619-0.0569}{0.01}=0.50m/{s}^{2}$
（3）在探究加速度a与质量m的关系时，作出a-m图象是一条曲线，应该做a-$\frac{1}{m}$图象，如果是通过坐标原点的直线，证明a与m成反比，所以该同学的做法不合理．
故答案为：（1）AC；（2）0.50；（3）不合理

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，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含义．