Question

5．①在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法中正確的是A
A．連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行
B．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)先將砝碼盤及砝碼通過定滑輪拴在小車上
C．在改變小車中砝碼質(zhì)量后，需重新平衡摩擦
D．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先放小車再通電源

②若小車質(zhì)量M=400g，改變托盤及砝碼的m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值合適的是C
A．m=5kg                               B．m=800g
C．m=40g                               D．m=400g
③圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2 m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打出的紙帶求出；
②只有當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶和砂的總質(zhì)量時(shí)，才可近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力；
③做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是定值，即△x=at²，據(jù)此求出校車的加速度．

解答 解：①A、連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行，故A正確；
B、在該實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時(shí)，細(xì)繩的另一端不能懸掛裝砝碼的砝碼盤，故B錯(cuò)誤；
C、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時(shí)不需要重新平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤；
D、小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)要求開始小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D錯(cuò)誤；故選A；
②只有當(dāng)小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂桶和砂的總質(zhì)量m時(shí)，才可近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力，已知：M=400g，托盤及砝碼的m應(yīng)選擇C；
③交流電頻率為50Hz，則打點(diǎn)的時(shí)間間隔0.02s，T=0.04s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=aT²可知，加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{T}^{2}}$=$\frac{0.0772-0.0619}{3×0.0{4}^{2}}$≈3.2m/s²；
故答案為：①A；②C；③3.2．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)問題要掌握實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)和誤差來源，及加速度的求法；注意拉力接近小車的合外力的條件：砂桶和砂的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．