Question

1．某同學設計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系”的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖．

（1）該實驗應采用控制變量法法，在探究加速度a與物體質量m關系時，應保持砂和砂桶質量不變（選填“砂和砂桶質量”或“小車質量”），同時實驗還要求砂和砂桶質量遠小于小車質量（選填“遠大于”或“遠小于”）．
圖乙為某次實驗用打點計時器測得的紙帶，已知交流電的頻率為50Hz，根據紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²．（保留兩位有效數字）
（2）在利用打點計時器和小車來做“探究加速度a跟F、m之間關系”的實驗時，下列說法中正確的是AC
A．連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板保持平行
B．平衡摩擦力時，應將砝碼盤及盤內砝碼通過定滑輪拴在小車上
C．小車釋放前應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車
D．平衡摩擦力后，若改變小車和砝碼的總質量后需要重新平衡摩擦力
（3）某同學在探究加速度與力的關系時，根據測量數據作出的a一F圖線，如圖丙所示．則實驗存在的問題是平衡摩擦力時木板傾角過大或平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 （1）該實驗采用控制變量法，結合連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度．
（2）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的選項．
（3）抓住F=0，加速度a不等于零分析圖線不過原點的原因．

解答 解：（1）探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系需采用控制變量法進行實驗．
在探究加速度a與物體質量m關系時，應保持砂和砂桶的質量的不變．為了保證砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，要求砂和砂桶質量遠小于小車質量．
根據△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{（7.21+7.72-6.19-6.70）×1{0}^{-2}}{4×0.0{4}^{2}}$≈3.2m/s²．
（2）A、細線的拉力等于小車所受的合力，連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板保持平行，且需要平衡摩擦力，故A正確．
B、平衡摩擦力時，不能將砝碼盤及盤內砝碼通過定滑輪拴在小車上，故B錯誤．
C、小車釋放前應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車，故C正確．
D、平衡摩擦力后，若改變小車和砝碼的總質量后，不需要重新平衡摩擦力，故D錯誤．
故選：AC．
（3）由a一F圖線可知，F=0時，加速度a不為零，可知平衡摩擦力時木板傾角過大．
故答案為：（1）控制變量法，砂和砂桶，遠小于，3.2；（2）AC；（3）平衡摩擦力時木板傾角過大或平衡摩擦力過度．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理以及操作中的注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．