Question

12．某同學利用如圖1所示實驗裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”
（1）實驗中要進行沙與桶的質(zhì)量m和小車的M的選取，以下最合理的一組是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）如圖2是某同學實驗中獲得的一條紙帶．ABCD是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點間距x=0.70cm；C點對應(yīng)的速度是0.100m/s，由此可知，小車的加速度大小為0.200m/s²．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）在實驗中保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的總質(zhì)量，該同學疏忽了平衡摩擦力，測得沙和沙桶的總重力F和加速度a的數(shù)據(jù)如表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（ m?s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在右3中作出a-F圖象；
②由圖象可知，小車與長木板之間的最大靜摩擦力大小為0.12N．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）只有當小車質(zhì)量遠大于砂桶和砂的總質(zhì)量時，才可近似認為小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�
（3）采用描點法作出a-F圖象．當小車剛開始運動時所受的靜摩擦力即為最大靜摩擦力，由圖象讀出a=0時的F即可得到．

解答 解：（1）實驗時要控制：小車質(zhì)量遠大于砂桶和砂的總質(zhì)量，分析所給數(shù)據(jù)可知，最合理的一組數(shù)據(jù)是C．
故選：C
（2）由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，A、B兩點間的距離s=1.70cm-1.00cm=0.70cm；
由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
由于做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)平均速度就等于在該段時間內(nèi)的中間時刻瞬時速度，故有：
v_C=$\frac{0.0090+0.0110}{0.2}$m/s=0.100m/s
根據(jù)△x=aT²可得物體的加速度為：
a=$\frac{0.0110-0.0090}{0.01}$m/s²=0.200m/s²；
（3）（3）①建立坐標系a-F，采用描點法，作出a-F圖象如圖；
②當小車剛開始運動時所受的靜摩擦力即為最大靜摩擦力，由圖象讀出a=0時的F=0.12N，則知最大靜摩擦力為0.12N．
故答案為：（1）C；（2）0.70cm；0.100；0.200；（3）如圖所示；0.12．

點評 本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理與實驗注意事項，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)使砂及砂桶的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，實驗前要平衡摩擦力，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．