Question

10．用如圖1所示的裝置“探究加速度與力和質量的關系”，帶滑輪的長木板水平固定，跨過小車上定滑輪的兩根細線均處于水平．
（1）實驗時，一定要進行的操作是AB．（填步驟序號）
A．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數F₀；
B．改變砂和砂桶質量，打出幾條紙帶
C．用天平測出砂和砂桶的質量
D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量
（2）以拉力傳感器示數的二倍F（F=2F₀）為橫坐標，以加速度a為縱坐標，畫出的a-F圖象如圖2所示，則可能正確的是C．

（3）在實驗中，得到一條如圖3所示的紙帶，按時間順序取0、1、2、…、5共6個計數點，1～5每相鄰兩個點間各有四個打印點未畫出，用刻度尺測出1、2、…、5各點到O點的距離分別為：10.92、18.22、23.96、28.30、31.10（cm），通過電磁打點計時器的交流電頻率為50Hz．則：小車的加速度大小為1.5m/s²，（結果保留一位小數）

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，小車質量不變時，加速度與拉力成正比，對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質量的倒數．
根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答 解：（1）A、打點計時器運用時，都是先接通電源，待打點穩定后再釋放紙帶，該實驗探究加速度與力和質量的關系，要記錄彈簧測力計的示數，故A正確；
B、改變砂和砂桶質量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關系，故B正確；
C、本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶（包括砂）的質量遠小于車的總質量，故CD錯誤．故選：AB；
（2）小車質量不變時，加速度與拉力成正比，所以a-F圖象是一條傾斜的直線，由實驗裝置可知，實驗前沒有平衡摩擦力，則畫出的a-F圖象在F軸上有截距，故C正確．故選：C；
（3）根據△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{t}^{2}}$$\frac{（0.3110-0.2396）-（0.2396-0.1092）}{4×0．{1}^{2}}$=-1.5m/s²，則小車的加速度大小為1.5m/s²．
故答案為：（1）AB；（2）C；（3）1.5．

點評 本題實驗源于課本，但是又不同于課本，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．注意在本實驗中不需要滿足砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量，因為拉力可以彈簧秤直接測出．