Question

7．某学习小组的同学为了“探究加速度与力、质量的关系，在实验室组装了一套如图1的实验装置，除图示的实验器材外，另外还有提供的交流电源、导线、复写纸、细沙以及天平都没画出来．
（1）如图1所示，是某同学正要释放小车的情形，对此另一位同学提出了实验改进的几点建议，其中合理的是A
①应把长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦阻力
②应调整滑轮高度使细线与长木板表面平行
③应将打点计时器接在直流电源上
④应使小车离打点计时器稍远些
A．①②B．①④C．②③D．①②④
（2）实验时释放滑块让沙桶带着滑块加速运动，用打点计时器（相邻两个点的时间间隔为T=0.02s）记录其某一次的纸带如图2所示，由于纸带上某些点较模糊未画出，该同学进行了如下的测量，测得1、3两点的距离为x₁=4.00cm，4、6两点的距离为x₃=8.80cm，2、5两点的距离为x₂=20.00cm，则通过纸带算出第2点的速度为v₂=1.00m/s．，该条纸带的加速度为a=9.60 m/s²（保留三位有效数字）
（3）在“探究加速度a与小车质量M的关系”时，保持钩码的质量不变，改变小车质量M，得到的实验数据如表，为了验证猜想得出实验结论，请在如图3所示的坐标系中作出最能反映a与M关系的图象．

试验次数	1	2	3	4	5
加速度a（m/s2）	0.77	0.38	0.25	0.19	0.16
小车质量M（kg）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法；
点2是点1、3的中点时刻，其速度等于1、3点的平均速度，根据匀加速直线运动位移速度公式即可求得加速度．
为了直观反映a与M之间关系的图象，作出a-$\frac{1}{M}$关系图象；

解答 解：（1）①将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故①正确．
②调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差．故②正确．
③在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，打点计时器使用交流电频率为50Hz．故③错误．
④应使小车靠近打点计时器这一侧．故④错误．
故选：A．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．
点2速度的表达式v₂=$\frac{0.04}{2×0.02}$=1.00 m/s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上5点时小车的瞬时速度大小．
点5速度的表达式v₅=$\frac{0.088}{2×0.02}$=2.2m/s
根据匀加速直线运动位移速度公式可知：
2ax₂=v₅²-v₂²
解得：a=9.60m/s²；
（3）为了直观反映a与M之间关系的图象，作出a-$\frac{1}{M}$关系图象，如图所示

故答案为：（1）A （2）1.00； 9.60  （3）如图

点评 对于实验问题首先要 明确实验原理，理解重要步骤的操作，熟练应用基本物理解决实验问题．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．