Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，某同學使用了如圖 1 所示的裝置，打點計時器使用的交流電頻率為 50Hz，砂和砂桶的總質量為 m，小車的質量為 M。

（1）該同學按打點先后順序每隔4個點取1個計數點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數點，如圖所示，用刻度尺量出、、、由此可知，打C點時紙帶的速度大小為_______________，紙帶運動的加速度大小為_______________。(結果保留兩位有效數字)

（2）該同學要探究小車的加速度 a 和質量 M、合外力 F 的關系，應用了______________法的科學方法；若該同學要探究加速度 a 和拉力 F 關系，應該保持______________不變；

（3）該同學通過數據的處理作出了 a﹣F 圖象，如圖 3 所示，則圖中直線不過原點的原因可能是____________．

（4）此圖線的末段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是： ______________

A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導軌保持了水平狀態

C．砂和砂桶的總質量太大 D．所用小車的質量太大．

Answer 1

【答案】（1）0.250.40 （2）控制變量小車的質量 M（3）平衡摩擦力過度（4）C

【解析】

（1）根據某段時間內平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出A點的瞬時速度，通過逐差法，運用相鄰相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度；（2）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法；（3）（4）根據實驗現象結合圖象確定誤差原因。

（1）由于兩相鄰計數點間有四個點未畫出，所以兩相鄰計數點時間間隔為：T=0.1s．利用勻變速直線運動的推論得：，根據勻變速直線運動的推論，得：；（2）該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持細線對車的拉力F不變；若該同學要探究加速度a和拉力F的關系，應該保持小車的質量M不變，故采用了控制變量法；（3）圖中當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力過度；（4）直線發生彎曲的原因是沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶質量的條件，故C正確，ABD錯誤，故選C。