Question

6．（1）如圖所示為某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是AD

A．形成圖①的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大
B．形成圖②的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小
C．形成圖③的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大
D．形成圖④的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小
（2）上述實(shí)驗(yàn)中砂和桶的總質(zhì)量m和車與砝碼的總質(zhì)量M間必須滿足的條件是M?m．實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖所示．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間是0.1s，圖2中長度單位是cm，由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是0.46m/s²．

Answer 1

分析 （1）a-F圖象時(shí)縱軸有截距是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大，橫軸有截距是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過��；
（2）實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為用沙和桶的總重力充當(dāng)小車的合力，據(jù)此分析二者質(zhì)量該滿足的關(guān)系，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)的加速度．

解答 解：（1）A、由圖可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0，所以沒有作用力時(shí)，小車已經(jīng)有加速度，原因可能是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大，故A正確；
B、圖象在a軸上有截距，這是平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角過大造成的，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0，原因可能是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小，故C錯(cuò)誤；
D、a-$\frac{1}{M}$圖象在$\frac{1}{M}$軸上有截距，這是平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角過小造成的，故D正確；
故選：AD．
（2）小車在砂桶的拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，繩的拉力略小于砂和砂桶的重力，小車的加速度越小，繩的拉力越接近砂和砂桶的重力mg，
只有m?M時(shí)才滿足運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度很小，即認(rèn)為砂和桶的總重mg為對(duì)小車的拉力．
s₄-s₁=3aT²
a=$\frac{s4-s1}{3T2}$=$\frac{?2.62-1.24?×10-2}{3×0.12}$m/s²=0.46 m/s²．
故答案為：（1）AD；（2）M?m，0.46．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)的誤差分析．做出的a-F圖象或者a-$\frac{1}{M}$圖象坐標(biāo)軸有截距的時(shí)候，不是平衡摩擦力不足就是平衡摩擦力過度；
在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法，本實(shí)驗(yàn)只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于勾碼質(zhì)量和拉力沿著平行于木板的方向的三重條件下，才能用勾碼重力代替小車所受的合力．