Question

17．某學習小組做“探究物體的加速度與力、質量的關系”實驗，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車的質量用M表示，鉤碼的質量用m表示．要順利完成該實驗，則：
（1）還需要的測量工具有AC（填選項的字母代號）
A、刻度尺   B、彈簧秤   C、天平   D、秒表
（2）在實驗過程中，下列說法正確的是BC（填選項的字母代號）
A、平衡摩擦力時，應將鉤碼用細線通過定滑輪系在小車上
B、實驗中應調節(jié)定滑輪讓拉動小車的細線與板面平行
C、實驗中應先接通電火花計時器電源，再放開小車
D、實驗中為減小誤差應讓小車質量遠遠小于鉤碼的總重量
（3）在保持小車所受合外力一定的情況下，對實驗得到的一系列紙帶進行處理，測得小車加速度a與其質量M的數據如表：（鉤碼質量m=30g）

實驗次數	1	2	3	4	5	6
a（m•s-2）	1.51	1.23	1.00	0.86	0.75	0.67
M （kg）	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
1/M（kg-1）	5.00	4.00	3.33	2.86	2.50	2.22

為了尋求a 與M間的定量關系，請利用表中數據在如圖所示的直角坐標系中，選取合適的橫坐標及標度作出圖象．
（4）根據上述圖象得到的實驗的結論是在誤差范圍內，物體得受力不變時，加速度與質量成反比．

Answer 1

分析 （1）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²和牛頓第二定律F=ma可知需要的測量工具有刻度尺和天平；
（2）探究加速度與拉力的關系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應根據打點計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車；
（3）如果作出a-M圖象，卻難以根據圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a-$\frac{1}{M}$的圖象；
（4）根據圖象得出結論．

解答 解：（1）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，故要用到刻度尺．
根據牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車的質量，故要利用天平測物體的質量．
故需要的測量工具有刻度尺和天平．
故選：AC
（2）A、平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故A錯誤；
B、實驗中應調節(jié)定滑輪讓拉動小車的細線與板面平行，故B正確；
C、實驗時，實驗中應先接通電火花計時器電源，再放開小車，故C正確；
D、當鉤碼的質量遠小于小車的質量時我們才可以認為小車的合力等于重物的重力，故D錯誤．
故選：BC
（3）由圖表可知物體的加速度與物體的質量可能成反比，而如果作出a-M圖象，卻難以根據圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a-$\frac{1}{M}$的圖象，只要a-$\frac{1}{M}$的圖象是正比例函數圖象就證明了a與M成反比例關系．作圖時要先描點，再連線，連線時要讓圖線過坐標原點，且讓盡可能多的點落在這條直線上，其它點盡可能均勻分布在直線的兩側．圖象如下圖所示．

（4）根據圖象可知，在誤差范圍內，物體得受力不變時，加速度與質量成反比．
故答案為：（1）AC；（2）BC；（3）如圖所示；（4）在誤差范圍內，物體得受力不變時，加速度與質量成反比．

點評 探究加速與力的關系實驗時，要平衡摩擦力、應根據紙帶求出小車的加速度，掌握實驗的實驗注意事項是正確解題的關鍵，明確用圖想法處理數據時，要作直線，直線較為形象直觀．