Question

6．如图 （a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电磁打点计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）关于该实验，下列说法中正确的是B．
A．用砝码和小桶的总重力来表示F，会产生偶然误差
B．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高
C．电磁打点计时器使用低压直流电源
D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持水平
（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为0.26m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a=0.50m/s²．（计算结果均保留2位有效数字）
（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为平衡摩擦力过度．

Answer 1

分析 （1）实验前应平衡摩擦力，调节滑轮的高度使细线平行于面部，根据实验原理与实验注意事项分析答题．
（2）应用匀变速直线运动的推论可以求出小车的加速度与瞬时速度．
（3）实验时要平衡摩擦力，根据图示图象分析图线不过原点的原因．

解答 解：（1）A、由于实验过程砝码和小桶向下做加速运动处于失重状态，砝码和小桶对小车的拉力小于其重力，用砝码和小桶的总重力来表示F，会产生系统误差，该误差不是偶然误差，故A错误；
B、为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，故B正确；
C、电磁打点计时器使用低压交流电源，故C错误；
D、平衡摩擦力把木板D的左端被垫高后，应调节滑轮高度使图中细线应保持与木板平行，不是使细线保持水平，故D错误；故选B．
（2）每相邻两计数点间还有4个点，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s；
打“3”计数点时小车的速度大小v₃=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2t}$=$\frac{0.0240+0.0288}{2×0.1}$=0.26m/s；
由匀变速直线运动的推论△x=at²可知，小车的加速度的大小a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0288-0.0140}{3×0．{1}^{2}}$=0.50m/s²．
（3）由图（c）所示a-F图象可知，F=0时a≠0，说明小车受到的合力大于绳子的拉力，这是由于平衡摩擦力过度造成的；
故答案为：（1）B；（2）0.26；0.50；（3）平衡摩擦力过度．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析，本题难度不大，是一道基础题，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握；由于匀变速直线运动的推论可以求出加速度与瞬时速度．