在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的装置,计时器打点频率为50Hz.

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  • 解题思路:该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法.

    探究加速度与拉力的关系实验时,要平衡摩擦力,平衡摩擦力时,要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力,不需要挂任何东西.小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出;平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,由图象可知,还没有挂重物时,小车已经产生了加速度,由此可知图象不过原点的原因.

    (1)该实验是运用控制变量法研究的,该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持细线对车的拉力F不变;若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持小车的质量M不变.

    (2)①图中当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时,小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力小于重力的分力,所以原因是实验前木板右端垫得过高,即平衡摩擦力过度导致.

    ②图中的力F理论上指绳对小车的拉力,即B,而实验中却用砂和砂桶的重力,即A.

    ③设小车的加速度为a,绳子拉力为F,以砂和砂桶为研究对象得:

    mg-F=ma

    以小车为研究对象F=Ma

    解得:a=[mg/M+m]

    故:F=Ma=[mg

    1+

    m/M]

    所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必有m<<M,

    而不满足m<<M时,随m的增大物体的加速度a逐渐减小.

    故图象弯曲的原因是:未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量.

    故答案为:(1)细线对车的拉力F,小车的质量M

    (2)①平衡摩擦力时木板右端垫得过高.②B,A

    ③未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量.

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 探究加速与力的关系实验时,要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度,掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键,要清楚每一项操作存在的理由.

    要掌握应用图象法处理实验数据的方法.