Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用如圖1所示裝置“探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流（填“交流”或“直流”）電源的計(jì)時(shí)儀器．
（2）在研究物體中速度與力的關(guān)系時(shí)，保持不變的物理量是A．
A．小車質(zhì)量        B．塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量
（3）實(shí)驗(yàn)中，要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量，才能認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力．
（4）圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，測(cè)出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D中，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)小點(diǎn)未畫出，則運(yùn)動(dòng)物體的加速度a=1.2m/s²，打B點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)物體的速度v_B=0.18m/s．
（5）當(dāng)小車的質(zhì)量一定時(shí)，測(cè)得小車的加速度a與拉力F的數(shù)據(jù)如下表：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m•s-2）	0.10	0.23	0.27	0.40	0.49

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在如圖3所示坐標(biāo)系中作出a-F圖象．
②圖線存在截距，其原因是未平衡摩擦力或木板的傾角太�。�

Answer 1

分析 書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
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，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出a-F圖線，分析圖線均在縱軸截距的原因，結(jié)合圖線得出a與F的關(guān)系．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器．
（2）探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大��；
故選：A．
（3）設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
由①②解得：F=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，即小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量．
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{3.6-1.2-1.2}{0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s²=1.2 m/s²，
打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{3.6×1{0}^{-2}}{2×0.1}$ m/s=0.18 m/s
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，如下圖所示：

根據(jù)圖線知，F(xiàn)不等于零，但是加速度a仍然為零，可知木板與小車之間有摩擦力，未平衡摩擦力或木板的傾角太�。�
故答案為：（1）交流；（2）A；（3）遠(yuǎn)大于；（4）1.2；0.18；（5）①如上圖所示；②未平衡摩擦力或木板的傾角太�。�

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)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
要提高應(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．
解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，會(huì)通過圖線分析誤差的來源．