题目内容

14．用如图1所示的装置“探究加速度与力和质量的关系”，带滑轮的长木板水平固定，跨过小车定滑轮的两根细线的均处于水平．
（1）实验时，一定要进行的操作是CD（填序号）
A．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
B．用天平测出砂和砂桶的质量
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数F．
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
（2）以拉力传感器示数的二倍F（F=2F0）为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a-F图象如图所示，则可能正确的是C．

（3）在实验中，得到如图所示的一带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．用刻度尺测量计数点间距离如图2所示．已知打点计时器的工作频率50Hz，根据纸带数据，可以得出打点A时小车的速度VA=0.10m/s（结果保留2位有效数字）．

分析 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，小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数．根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小，根据作差法求出加速度，再根据匀变速直线运动速度时间公式求解A的速度．

解答 解：（1）A、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AB错误；
C、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；
D、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确；
故选：CD；
（2）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a-F图象是一条倾斜的直线，由实验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，则画出的a-F图象在F轴上有截距，故C正确．
故选：C
（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为：T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.028}{0.2}=0.14m/s$，
根据作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0720-0.0280-0.0280}{0.04}$=0.4m/s2，
则vA=vB-aT=0.14-0.4×0.1=0.10m/s．
故答案为：（1）CD；（2）C；（3）0.10

点评 本题实验源于课本，但是又不同于课本，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．注意在本实验中不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，因为拉力可以弹簧秤直接测出．

练习册系列答案
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