Question

15．為了探究物體加速度a與所受合外力F的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，裝置中繩與滑輪的質(zhì)量不計(jì)、摩擦足夠小，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，C為力傳感器，小車(chē)質(zhì)量為m_l，鉤碼質(zhì)量為m₂，平衡小車(chē)摩擦力后，該同學(xué)記錄的小車(chē)加速度a與受力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
（1）請(qǐng)根據(jù)該組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖2中繪制a-F圖線(xiàn)；
（2）根據(jù)所作的a-F圖線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力成正比．
（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有AB．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)
B．小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．實(shí)驗(yàn)中鉤碼質(zhì)量m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量m₁
D．測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為$\frac{1}{2}$m₂g．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
加速度a（m•s-2）	0.25	0.95	1.61	2.22	2.80	3.33	3.84
受力F（N）	0.05	0.19	0.32	0.44	0.56	0.67	0.77

Answer 1

分析 （1）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象；（2）根據(jù)a與F的關(guān)系圖線(xiàn)為直線(xiàn)，確定物體加速度與合力的關(guān)系．（3）根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)原理然后答題；由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，小車(chē)是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量；由牛頓第二定律可求解測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．

解答 解：（1）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：

（2）根據(jù)a與F的關(guān)系圖線(xiàn)為直線(xiàn)，質(zhì)量不變時(shí)，物體的加速度與合外力成正比．
（3）A、B 小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接通電源再釋放小車(chē)，這樣才能保證紙帶的大部分距離上都打上了點(diǎn)，才能充分利用整個(gè)紙帶，故AB正確．
C、由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，重物和小車(chē)不具有共同的加速度，小車(chē)是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，此拉力可由測(cè)力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來(lái)代替，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D、由于重物向下加速度運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，
解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，故D錯(cuò)誤
故選：AB
故答案為：（1）如圖所示；（2）小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力成正比；（3）AB

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．要學(xué)會(huì)應(yīng)用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)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．