Question

【題目】利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。

（1）以下說法中正確的是（___________）

A．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時(shí)，需要將長木板的一端抬高以平衡摩擦力

B．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，每次改變小車質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力

C．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，并用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，如果畫出的a-m關(guān)系圖像不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比

D．用此裝置“探究做功和速度變化關(guān)系”時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行

（2）用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，小車質(zhì)量約250g，為保證拉力近似等于沙桶（含重物）的重力，沙桶中應(yīng)選擇的重物是__________。

（3）在利用此裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖所示。已知A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)，每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，則小車在C點(diǎn)的速度v＝________m/s，小車運(yùn)動的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】 D C 1.24 6.22

【解析】（1）A、此裝置可以用來研究勻變速直線運(yùn)動，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤；

B、平衡摩擦力的方法是將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動中所受阻力的影響，即，式子成立與質(zhì)量無關(guān)，故改變質(zhì)量后不需重新進(jìn)行平衡，故B錯誤；

C、在利用該裝置來“探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，可以通過圖象法處理數(shù)據(jù)，來判斷加速度a與小車的質(zhì)量M成反比，畫出的關(guān)系不能確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系，要畫出的關(guān)系才能確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系，故C錯誤；

D、探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與滑軌平行，以便減少誤差，故D正確。

（2）在利用該裝置來“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，設(shè)小車的質(zhì)量為M，沙桶（含沙）的總質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有：
解得：
以M為研究對象有繩子的拉力為：
顯然要有必有，故有，即只有時(shí)才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于沙桶（含沙）的重力，故選C。

（3）由于相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)，所以兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，有：
打點(diǎn)C時(shí)小車的速度為： ，

根據(jù)紙帶分析可知： ， ， ，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論結(jié)合作差法得：

。