Question

【題目】某實驗小組按如圖所示實驗裝置探究“加速度與物體所受合外力的關系”。圖中為裝有砝碼的小車，為裝有砝碼的小盤，為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與打點計時器（未畫出）相連，小車（及砝碼）的質量為，小盤（及砝碼）的質量為。

(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持 _____________（用題中物理量表示）不變，用裝有砝碼的小盤所受的重力大小作為 _____________，用紙帶法測小車的加速度。為使砝碼及小盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼及小盤的總質量 ________（選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”）小車和小車上砝碼的總質量。

(2)改變小盤中所放砝碼的數(shù)量，多次重復測量。如圖所示在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出關系圖線。此圖線的段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是 _________。（填正確選項前字母）

A.操作前未平衡摩擦力

B.牽引小車的細繩與長木板未保持不行

C.小盤中所放砝碼的總質量太大

D.所用小車的質量太大

(3)實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，并在其上取了7個計數(shù)點，各計數(shù)點到點的距離如圖所示，其中相鄰兩點間的時間間隔為，則打點時的速度______；加速度______。

Answer 1

【答案】M 小車所受的合外力 遠小于 C

【解析】

(1)[1][2]研究加速度與物體所受合外力的關系時，采取控制變量法，需要保持研究對象的質量不變，即保持小車（及砝碼）的質量M不變，用小盤（及砝碼）所受的重力大小作為小車所受的合外力；

[3]對連接體由牛頓第二定律可得細繩的真實拉力為

若要，需要滿足，即為使砝碼及小盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼及小盤的總質量遠小于小車和小車上砝碼的總質量。

(2)[4]由圖像過原點，說明平衡摩擦力合適，而在實驗中，實際上小盤（及砝碼）的重力與小車所受的拉力不等，在小盤（及砝碼）質量遠小于小車的質量時，小盤（及砝碼）的重力近似等于繩子的拉力，當小盤（及砝碼）的質量比較大時，小盤（及砝碼）的重力大于繩子的拉力，此時可以對整體研究，

即圖線的斜率表示（m+M）的倒數(shù)，所以圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是小盤中砝碼的總質量太大，故C正確，ABD錯誤。

故選C。

(3)[5]根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，有

[6]根據(jù)勻變速直線運動的判別式，結合六段位移采用逐差法可得平均加速度為