Question

19．某同學設(shè)計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗．如圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花打點計時器，C為鉤碼，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，還有220V交流電源沒有畫出．實驗中認為細繩對小車拉力F等于鉤碼的重力．當?shù)刂亓�加速度為g．

（1）除了以上儀器外，還需要下列器材中的BC
A．秒表  B．天平   C．毫米刻度尺   D．彈簧測力計
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取的做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
C．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上
（3）圖（b）為某次實驗得到的紙帶（交流電的頻率為50Hz），由圖（b）中數(shù)據(jù)求出小車加速度大小為3.1m/s²，A點對應的小車速度大小為1.9m/s（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）保持小車質(zhì)量不變，改變鉤碼質(zhì)量，進行多次測量．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線，如圖（c）所示，圖中直線沒有通過原點，其主要原因是平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理以及具體操作，知道需要測量數(shù)據(jù)即可正確解答；
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動；
（3）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A點時小車的瞬時速度大�。�
（4）細線拉力為零時已經(jīng)有加速度，說明平衡摩擦力過度．

解答 解：
（1）需要刻度尺測量計數(shù)點之間的距離大小，需要天平測量小車和鉤碼的質(zhì)量，故AD錯誤．BC正確；
故選：BC．
（2）將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
故選：C．
（3）根據(jù)紙帶可知，兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.04s，
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，故：
${v}_{A}=\frac{{x}_{OB}}{2T}=\frac{0.0772+0.0721}{0.04}$=1.9m/s
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度：
a=$\frac{BD-OB}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.0671+0.0625-0.0721-0.0772}{4×0.0{4}^{2}}$=-3.1m/s²，
則加速度大小為3.1m/s²，
（4）細線拉力為零時已經(jīng)有加速度，說明不帶滑輪的一端墊得過高，即平衡摩擦力過度．
故答案為：（1）BC；（2）C；（3）3.1，1.9；（4）平衡摩擦力過度．

點評 對于實驗問題首先要 明確實驗原理，理解重要步驟的操作，熟練應用基本物理解決實驗問題，能根據(jù)勻變速直線運動的推論公式求解，難度適中．