Question

16．為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置．其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量．（滑輪質(zhì)量以及輪軸的摩擦可以忽略不計，小車與桌面的摩擦不計）

（1）實驗時，一定要進(jìn)行的操作是BD．
A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B．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，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
C．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出多條紙帶，獲取多組實驗數(shù)據(jù)，建立a-F圖象．
（2）該同學(xué)在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有4個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為0.476m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）． 
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，建立a-F圖象為過原點的直線，由圖象可得實驗結(jié)論：質(zhì)量不變，加速度與合力成正比．

Answer 1

分析 （1）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(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（2）依據(jù)逐差法可得小車加速度．
（3）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，應(yīng)采用控制變量法，根據(jù)a-F圖象，得出a與F的關(guān)系．

解答 解：（1）AC、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(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故AC錯誤．
B、打點計時器運(yùn)用時，都是先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，故B正確；
D、改變砂和砂桶質(zhì)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(guān)系，故D正確；
故選：BD．
（2）由于兩計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，故單擺周期為0.1s，
由△x=aT²可得：a=$\frac{0.0282+0.0330+0.0381-0.0142-0.0191-0.0232}{9×0．{1}^{2}}$=0.476m/s²．
（3）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，為研究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持物體的質(zhì)量不變，從圖象可知，質(zhì)量不變，加速度與合力成正比．
故答案為：（1）BD；（2）0.476；（3）質(zhì)量不變，加速度與合力成正比．

點評 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(shù)據(jù)處理以及注意事項，小車質(zhì)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(zhì)量的倒數(shù)．