题目内容

11．“探究加速度与力的关系”实验装置如图甲所示．

（1）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小（选填“小”或“大”）得多．
（2）图乙为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，并且量出相邻两计数点间的距离，打计数点3时小车的速度大小为0.46m/s．小车运动的加速度大小为1.20m/s．（本小题小数点后保留两位小数）
（3）在这一实验中甲乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图2中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是BC
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了．

分析 （1）当盘与砝码质量远小于小车质量时可以近似认为盘与砝码对小车的拉力等于其重力．
（2）根据题意求出计数点间的时间间隔；由匀变速直线运动的推论求出瞬时速度，加速度我们可由匀变速直线运动的推论：△x=at2求解．

解答 解：（1）当盘与砝码质量远小于小车质量时可以近似认为盘与砝码对小车的拉力等于其重力，为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小得多．
（2）计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s；
由匀变速直线运动的推论可知，打计数点3时小车的速度为：v3=$\frac{{x}_{24}}{2t}=\frac{0.0400+0.0519}{0.2}$=0.46m/s
根据纸带的数据得相邻的相等的时间间隔位移之差几乎相等，所以小车做的为匀加速直线运动．
设0到1之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a=$\frac{1}{2}$（a1+a2）
即：a=$\frac{0.04+0.0519-0.016-0.0281}{0.04}$ m/s2=1.20m/s2
（3）甲图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即把长木板的末端抬得过高了．故A错误B正确．
乙图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．故C正确而D错误；
故答案为：（1）小；（2）0.46，1.20．（3）BC

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理，掌握原理与实验注意事项即可正确解题；求瞬时速度时要注意匀变速运动推论的应用：做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，同时掌握求加速度的方法．

练习册系列答案
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A．灯L1B．灯L2C．灯L3D．变阻器
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（1）A运动到2s处时的速度；
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19．如图所示，质量为M的车厢，静止于光滑的水平面上，车厢中有一质量为m的小物体（可忽略大小）以速度v0向右运动，小物体与箱子底板间的动摩擦因数为μ，小物体与车厢壁来回碰撞2次后，又回到车厢的原位置，并与车厢保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则以下说法正确的是（　　）
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x1x2x3x4hs
9.6614.5619.4724.2775.00147.00
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