Question

9．在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中．
（1）（雙選）研究作用力一定時加速度與質量成反比的結論時，下列說法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時，應將裝砂的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
D．為了能用沙和小桶的重力代替繩對小車的拉力，在小車中增減砝碼時，應使小車和砝碼的質量遠大于砂和小桶的總質量
（2）某次實驗中得到一條紙帶，如圖1所示，從比較清晰的點起，每5個計時點取一個計數(shù)點，分別標明0、l、2、3、4…，量得距離x₁=30mm，x₂=36mm，x₃=42mm x₄=48mm，則小車的加速度為0.60m/s²．

（3）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖2的坐標圖上作出a-F圖象．
②圖線不過原點的原因可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時木板傾角太小．
③圖中的力F理論上指繩對小車的拉力，而實驗中卻用砂和砂桶的重力代替．

Answer 1

分析 （1）在該實驗中繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故要平衡摩擦力，且不能懸掛裝砂的小桶，但應該連接紙帶且讓紙帶穿過打點計時器．平衡摩擦力就是讓小車所受的滑動摩擦力等于小車的重力沿斜面的分力．為節(jié)約紙帶應先接通電源待打點穩(wěn)定后再放開小車；
（2）根據(jù)公式△x=aT²求解加速度；
（3）應用描點法作圖，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標系中描出對應的點，然后作出a-F圖象；實驗時要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不夠，則圖象在F軸上截距不為零，如果過平衡摩擦力，則圖象在a軸上截距不為零．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故A錯誤；
B、每次改變小車的質量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯誤；
D、當m＜＜M時，即當砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，故D正確．
故選：BD．
（2）每5個計時點取一個計數(shù)點，則兩個計數(shù)點的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)公式△x=aT²得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{6×1{0}^{-3}}{0．{1}^{2}}$=0.60m/s²；
（3）①應用描點法作圖，先根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內描出對應點，然后根據(jù)各點作出a-F圖象，圖象如圖所示．

②由a-F圖象可知，圖線不過原點，在橫軸上有截距；這表明在拉力大到一定程度時，小車才開始運動，
這可能是在實驗前沒有平衡小車受到的摩擦力，或平衡摩擦力時，木板墊起的傾角太小，平衡摩擦力不夠造成的．
③本實驗將F當作繩對小車的拉力，實際上是砂和砂桶的重力，只有當砂和砂桶的重力遠小于小車的質量時，才能使砂和砂桶的重力接近繩子拉小車的力．
故答案為：（1）BD；（2）0.60；（3）①如圖所示；②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時木板傾角太��；③繩對小車的拉力；砂和砂桶的重力

點評 在學習物理過程中掌握各種研究問題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應用．對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．