Question

6．如圖1所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小桶，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50H_Z交流電．小車的質(zhì)量為m₁，小桶（及砝碼）的質(zhì)量為m₂．

（1）下列說法正確的是AD
A．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m₂應(yīng)遠(yuǎn)大于m₁
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{m_1}$圖象
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他得到的a-F圖象可能是圖2中的丙．
（3）如圖3所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．由此可求得小車的加速度大小0.5m/s²．
（4）根據(jù)第（3）問的結(jié)果，以下判斷正確的是A
A．實(shí)驗(yàn)中很好的滿足了小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼與桶的總質(zhì)量這一條件
B．實(shí)驗(yàn)中沒有很好的滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼與桶的總質(zhì)量這一條件
C．從該實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法判斷小車和砝碼與桶的質(zhì)量的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg，故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)a=$\frac{mg}{M+m}$隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g；
（2）如果沒有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況；
（3）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�。�
（4）根據(jù)牛頓第二定律解出${m}_{1}^{\;}$、${m}_{2}^{\;}$的定量關(guān)系，即可得出結(jié)論；

解答 解：（1）A：平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A正確．
B：實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車，故B錯(cuò)誤．
C：讓小車的質(zhì)量${m}_{1}^{\;}$遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量${m}_{2}^{\;}$，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力$F={m}_{1}^{\;}a=\frac{{m}_{1}^{\;}}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}{m}_{2}^{\;}g$，故應(yīng)該是${m}_{2}^{\;}＜＜{m}_{1}^{\;}$，故C錯(cuò)誤．
D：F=${m}_{1}^{\;}a$，所以：a=$\frac{1}{{m}_{1}^{\;}}F$，當(dāng)F一定時(shí)，a與$\frac{1}{{m}_{1}^{\;}}$成正比，故D正確．
故選：AD
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙．
（3）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，相鄰相等時(shí)間的位移差為△x=0.5cm
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$a=\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.5cm}{（0.1s）_{\;}^{2}}=50cm/{s}_{\;}^{2}=0.5m/{s}_{\;}^{2}$
（4）根據(jù)牛頓第二定律，$F=（{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}）a$
$F={m}_{2}^{\;}g$
所以$a=\frac{{m}_{2}^{\;}g}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}=0.5$
解得${m}_{1}^{\;}=19{m}_{2}^{\;}$，故A正確，BC錯(cuò)誤；
故選：A
故答案為：（1）AD；（2）丙；（3）0.5；（4）A

點(diǎn)評(píng) 會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．