Question

10．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電頻率為50Hz．
（1）在該實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量說(shuō)法正確的是BD
A．為了消除摩擦力的影響，需要調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在小盤(pán)（盤(pán)中不放砝碼）的牽引下在斜面上勻速下滑
B．在平衡摩擦力時(shí)，需要拿走小盤(pán)，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并固定在小車的尾端，然后調(diào)節(jié)斜面傾角，輕推小車，使小車在斜面上勻速的下滑
C．每改變一次小車的質(zhì)量，需要重新平衡一次摩擦力
D．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，小車的質(zhì)量應(yīng)比小盤(pán)（包括盤(pán)中的砝碼）的質(zhì)量大得多
（2）在實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)位移的測(cè)量來(lái)代替加速度的測(cè)量，即$\frac{{a}_{1}}{a2}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$，使用這種方法需滿足的條件是兩小車
運(yùn)動(dòng)時(shí)間（填“質(zhì)量”、“所受拉力”或“運(yùn)動(dòng)時(shí)間”）相同．
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到紙帶上選擇了標(biāo)為0-3的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出．紙帶旁并排放著帶有最小刻度為毫米的刻度尺，零刻線與0點(diǎn)對(duì)齊．請(qǐng)你從圖中讀出有關(guān)數(shù)據(jù)，并計(jì)算：小車運(yùn)動(dòng)的加速度為0.8m/s²，第2點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小車瞬時(shí)速度為0.24m/s

（4）某同學(xué)探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)畫(huà)出 a-m圖象是一條曲線，則他應(yīng)該畫(huà)$a-\frac{1}{m}$ 圖象．如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則說(shuō)明加速度與質(zhì)量成反比．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力時(shí)，需要拿走小盤(pán)，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并固定在小車的尾端，然后調(diào)節(jié)斜面傾角，輕推小車，使小車在斜面上勻速的下滑即可．
（2）根據(jù)位移時(shí)間公式得出加速度的比值等于位移之比所滿足的條件．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度．
（4）探究物理量之間的定量關(guān)系，應(yīng)作出線性關(guān)系圖線．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，需要拿走小盤(pán)，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并固定在小車的尾端，然后調(diào)節(jié)斜面傾角，輕推小車，使小車在斜面上勻速的下滑，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、改變小車的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤．
D、為了使小盤(pán)（包括盤(pán)中的砝碼）的重力等于繩子的拉力，需要滿足小車的質(zhì)量比小盤(pán)（包括盤(pán)中的砝碼）的質(zhì)量大得多，故D正確．
故選：BD．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$知，可通過(guò)位移的測(cè)量來(lái)代替加速度的測(cè)量，即$\frac{{a}_{1}}{a2}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$，使用這種方法需滿足的條件是兩小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同．
（3）根據(jù)△x=aT²得，a=$\frac{{x}_{23}-{x}_{12}}{{T}^{2}}=\frac{（2.80-2.00）×1{0}^{-2}}{0.01}$=0.8m/s²，第2點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小車瞬時(shí)速度${v}_{2}=\frac{{x}_{13}}{2T}=\frac{（6.00-1.20）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.24m/s．
（4）探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，應(yīng)作a-$\frac{1}{m}$圖線，如果圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則說(shuō)明加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）BD，（2）運(yùn)動(dòng)時(shí)間，（3）0.8，0.24，（4）$a-\frac{1}{m}$，一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，知道實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，難度不大．