题目内容

11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图a所示的装置．
（1）下列说法中正确的是C．

A．探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作a-$\frac{1}{m}$图象
D．当小车的质量远小于小盘及重物的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于小盘及重物的总重力大小
（2）打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验获得的一条纸带如图c所示，选出1、2、3、4、5共5个连续的计数点，测得x1=1.19cm、x2=1.61cm、x3=2.00cm、x4=2.39cm则，相邻两个计数点间的时间间隔T=0.10s，小车在打点计时器打“2”计数点的瞬时速度v2=0.14，小车的加速度是a=0.40．（结果均保留两位有效数字）

（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：（小车质量保持不变）根据表中的数据在图b中作a-F图象．
F/N0.200.300.400.500.60
a/m．s-20.100.190.300.410.50
（4）该图线不通过坐标原点的原因可能是：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

分析 该实验采用控制变量法，先控制小车的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制砝码盘和砝码的总重力不变，研究加速度与质量的关系．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．根据匀变速直线运动的推论计算2点的瞬时速度以及加速度

解答 解：A、在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，故A错误；
B、在探究加速度与外力的关系时，用保持小车的质量不变，改变砝码盘和砝码的总质量．故B错误．
C、在探究加速度与质量的关系时作出a-$\frac{1}{m}$图象容易更直观判断出二者间的关系，故C正确．
D、当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，故D错误；
故选：C
（2）相邻两个计数点间的时间间隔为：T=0.02×5=0.10s
小车在打点计时器打“2”计数点的瞬时速度为：v2=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}=\frac{0.0119+0.0161}{0.2}=0.14m/s$
小车的加速度为：a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0239+0.0200-0.0161-0.0119}{0.09}$=0.40m/s2
（3）根据表中的数据在图1中作a-F图象．

（4）由图可以看出当F达到一定数值之后才开始有加速度，该图线不通过坐标原点的原因可能是：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）C；（2）0.10；0.14；0.40；（3）如图所示；（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

点评 解决本题的关键知道实验的研究方法，会通过图象探究加速度和力和质量的关系，知道实验中的两个认为：1、认为细线的拉力等于小车的合力，2、认为砝码盘和砝码的总重力等于细线的拉力，能根据纸带求解加速度和速度．

练习册系列答案
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A．5cmB．10cmC．15cmD．20cm
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