Question

4．用如圖1所示的裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車放在水平桌面上，保持小車的質(zhì)量不變，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示．

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50
a/（ms-2）	0.10	0.21	0.29	0.40

（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫出a-F圖線；

（2）把圖線延長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)圖線不通過原點(diǎn)，其原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）在處理數(shù)據(jù)時(shí)，總是把小桶和沙子的重力當(dāng)作小車所受合力．而實(shí)際上小車所受合力比小桶和沙子的重力要小一些（選填“大”或“小”）．因此，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度更高一些，應(yīng)使小桶和沙子的總質(zhì)量盡可能小一些（選填“大”或“小”）．
（4）下列做法正確的是AD（填字母代號(hào)）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（5）探究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的a-F圖象如圖3所示，下列說法正確的是BD
A．三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量相等
B．三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量不                 
C．直線1所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大
D．直線3所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大
（6）如圖4所示給出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些點(diǎn)，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，其中s₁=7.05cm、s₂=7.68cm、s₃=8.33cm、s₄=8.95cm、s₅=9.61cm、s₆=10.26cm，根據(jù)給出的以上數(shù)據(jù)求：木塊的加速度a=0.64m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象；
圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)，并且是當(dāng)有了一定的力時(shí)，加速度仍為零，說明摩擦力存在．應(yīng)進(jìn)行平衡摩擦力的步驟．
要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度，再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力，通過比較繩對(duì)小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
根據(jù)牛頓第二定律寫出a與F的關(guān)系方程，結(jié)合圖象特點(diǎn)，可正確求解；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：

（2）由圖象知，當(dāng)拉力為0.1N時(shí)，加速度仍然為零，原因?yàn)椋簺]有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{m+M}$
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$＜mg，
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，所以應(yīng)使托盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能小一些．
（4）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，否則拉力不會(huì)等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，不應(yīng)懸掛“重物”，故B錯(cuò)誤；  
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要“早來(lái)晚走”即實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先控制木塊停下再停止打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故C錯(cuò)誤； 
D平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：AD；
（5）根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma，故有a=$\frac{F}{m}$，所以在a-F圖象中斜率表示$\frac{1}{m}$，故斜率大的質(zhì)量小，三條圖象斜率不同，故質(zhì)量不同，圖象3斜率最小，其質(zhì)量最大，圖象1斜率最大，質(zhì)量最小，故AC錯(cuò)誤，BD正確．
故選：BD．
（6）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
 s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{0.1026+0.0961+0.0895-0.0833-0.0768-0.0705}{{9×（0.1）}^{2}}$=0.64m/s²
故答案為：（1）如圖所示；
（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（3）��；�。�
（4）AD
（5）BD
（6）0.64

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問題．要學(xué)會(huì)應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．