Question

20．某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的裝置來驗證“加速度與力的關(guān)系”．把打點計時器固定在長木板上，把紙帶穿過打點計時器連在小車的左端．將數(shù)字測力計固定在小車上，小車放在長木板上．在數(shù)字測力計的右側(cè)拴有一細(xì)線，細(xì)線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運動，數(shù)字測力計可以直接顯示細(xì)線拉力的大�。�

①采用數(shù)顯測力計測量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比BC（填選項前的字母）
A．可以不用平衡摩擦力
B．直接測量小車（包括測力計）所受的拉力，可以減少誤差
C．利用此實驗裝置不用測量重物的質(zhì)量
D．重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測力計的總質(zhì)量
②圖2是某同學(xué)在此實驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出．已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50H_Z，則小車運動的加速度a=0.39m/s²．
③該同學(xué)在保持長木板水平前提下，保持小車和數(shù)字測力計的總質(zhì)量一定，改變重物的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度．采用圖象法處理數(shù)據(jù)．請同學(xué)們根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出a-F圖象（如圖3）．
④根據(jù)你作的圖象可得，小車所受到的摩擦力為0.10N（結(jié)果保留小數(shù)點后2位）

Answer 1

分析 ①實驗中通過數(shù)字測力計直接測量拉力的大小，不需要測量重物的質(zhì)量，也不需要滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測力計的總質(zhì)量．
②根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度．
③根據(jù)所描的點作出a-F圖線；
④由圖象中與F的交點，即可求解摩擦力．

解答 解：①A、在實驗中認(rèn)為拉力為小車的合力，仍然需要平衡摩擦力．故A錯誤．
B、用數(shù)顯測力計測量拉力，直接測量小車（包括測力計）所受的拉力，可以減少誤差，故B正確．
C、因為拉力的大小通過數(shù)字測力計測量出來，不需要測量重物的質(zhì)量，也不需要滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測力計的總質(zhì)量．故C正確，D錯誤．
故選：BC．
②由紙帶可知，在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差△x=0.39cm，根據(jù)△x=aT²得，加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{0.0039}{0．{1}^{2}}$=0.39m/s²．
③根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作出a-F圖象如圖所示：

④由上圖可知，當(dāng)加速度為零時，拉力大小等于摩擦力大小，即為；
故答案為：①BC；②0.39；③圖象如上圖所示； ④0.10N（0.09至0.12）．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道直接測量出拉力的優(yōu)越性，不需要再滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，不需要測量重物的重力；掌握紙帶處理的方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．