Question

15．如圖1所示，是探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，則：

（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于“平衡摩擦力”的說(shuō)法中正確的是BD．
A．平衡摩擦力后，如果改變了小車(chē)或砝碼盤(pán)砝碼的質(zhì)量，需要重新平衡摩擦力
B．平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)是小車(chē)的重力沿木板方向的分力與小車(chē)和紙帶所受的摩擦力平衡
C．平衡摩擦力要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是：在砝碼盤(pán)和砝碼的牽引下，小車(chē)帶動(dòng)紙帶從長(zhǎng)木板的一端向有定滑輪的另一端勻速滑下
D．若小車(chē)在細(xì)繩的拉力作用下，拖著紙帶沿長(zhǎng)木板滑下時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)的間距是均勻的，就算完成了“平衡摩擦力”
（2）在保持小車(chē)的質(zhì)量M一定的條件下，來(lái)探究“小車(chē)的加速度a與繩子的拉力mg的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下做法中正確的是C．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
B．如果繩子通過(guò)“力的傳感器”接在小車(chē)上，就可以不用平衡摩擦力了
C．如果繩子通過(guò)“力的傳感器”接在小車(chē)上，那么，實(shí)驗(yàn)中就不需要滿足實(shí)驗(yàn)條件M＞m
D．當(dāng)滿足M＞m條件時(shí)，小車(chē)的加速度可直接用公式a=$\frac{m}{M}$g求得．
（3）在平衡摩擦力的過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條如圖2所示的紙帶，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出了相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x，那么，打“3”點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為0.38m/s，小車(chē)的加速度為0.16m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（4）平衡摩擦力后，掛上砝碼盤(pán)，然后，將5個(gè)相同的砝碼每次取一個(gè)砝碼加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量出小車(chē)的加速度，小車(chē)的加速度和砝碼盤(pán)中的砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

砝碼盤(pán)中砝碼總重力（F/N）	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a/（m•s-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標(biāo)系中，作出a-F的關(guān)系圖象．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)是小車(chē)的重力沿木板方向的分力與小車(chē)和紙帶所受的摩擦力平衡，當(dāng)車(chē)拖著紙帶沿長(zhǎng)木板自行滑下時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力得到平衡．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)，平衡摩擦力時(shí)，“力的傳感器”可以直接讀出繩子的拉力，但仍要平衡摩擦力，小車(chē)的加速度應(yīng)由紙帶求出；
（3）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度；
（4）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計(jì)橫縱坐標(biāo)的刻度值，據(jù)數(shù)據(jù)確定個(gè)點(diǎn)的位置，將個(gè)點(diǎn)用一條直線連起來(lái)，延長(zhǎng)交與坐標(biāo)軸某一點(diǎn)．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力后，改變小車(chē)或砝碼盤(pán)中的質(zhì)量，不需重新平衡摩擦力．故A錯(cuò)誤．
B、平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)是小車(chē)的重力沿木板方向的分力與小車(chē)和紙帶所受的摩擦力平衡．故B正確．
C、平衡摩擦力時(shí)，當(dāng)車(chē)拖著紙帶沿長(zhǎng)木板自行滑下時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力得到平衡．不能用砝碼盤(pán)去拉．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：BD．
（2）A、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)，故A錯(cuò)誤；
B、如果繩子通過(guò)“力的傳感器”接在小車(chē)上，可以直接讀出繩子的拉力，不需要滿足m＜＜M，但要保證繩子的拉力等于小車(chē)受到的合外力，需要平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度通過(guò)紙帶求出，故D錯(cuò)誤．
故選：C
（3）每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，說(shuō)明相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén)=0.1s，
根據(jù)中間時(shí)刻的速度等于平均速度得${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.0368+0.0383}{0.2}$=0.38m/s，
運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式為：△x=aT²
得：a=$\frac{0.0368-0.0352}{0.01}=0.16m/{s}^{2}$
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：
故答案為：（1）BD；（2）C；（3）0.38；0.16m/s²；（4）如圖所示

點(diǎn)評(píng) 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車(chē)的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵．書(shū)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．對(duì)于實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，要知其原因．