Question

19．小華所在的實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究牛頓第二定律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．
①在實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力，其步驟如下：取下細(xì)線和沙桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，
直到輕推小車，小車沿斜面做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

②在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系中，某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在如圖2的坐標(biāo)圖中描點(diǎn)并作出a-$\frac{1}{M}$圖線．從a-$\frac{1}{M}$圖線求得合外力大小為0.30 N（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

$\frac{1}{M}$/kg-1	a/ （m•s-2）
4.0	1.2
3.0	0.9
2.4	0.7
1.4	0.4
1.0	0.3

③．若實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，在探究a-F的關(guān)系時(shí)，通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)改變小車所受的拉力F₁，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與小車所受拉力F₁的關(guān)系．圖3表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最符合實(shí)際的是C．

Answer 1

分析 ①平衡摩擦力的目的是用小車沿斜面向下的重力分力與摩擦力平衡，必須讓小車帶動(dòng)紙帶勻速下滑．
②根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象，然后根據(jù)圖象特點(diǎn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象，然后根據(jù)圖象特點(diǎn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

解答 解：①在實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細(xì)線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣小車所受的摩擦力與小車沿斜面向下的重力的分力平衡．
②應(yīng)用描點(diǎn)法畫出圖象如下所示，由圖象可知，a-$\frac{1}{M}$圖象過(guò)原點(diǎn)，合外力等于圖象的斜率，大小為 F_合=$\frac{1.2}{4}$N=0.30N

③實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，所以當(dāng)拉力F達(dá)到一定值后，小車才產(chǎn)生加速度．
砂和砂桶的質(zhì)量在增加，那么砂和砂桶的質(zhì)量不能遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量時(shí)，實(shí)際拉力比砂桶重力小得多，桶實(shí)際的加速度比理論值小得多，圖線向下彎曲．故選C．
故答案為：
①輕推小車，小車沿斜面做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
②圖象如圖所示，0.30．
③C

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，并掌握應(yīng)用圖象法分析問(wèn)題的基本方法；同時(shí)能分析實(shí)驗(yàn)誤差．