Question

6．在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示．

（1）某組同學(xué)采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中不需要和不正確的是B
①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力
②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
⑤實驗中應(yīng)先放小車，然后再開打點計時器的電源
A．①③⑤B．②③⑤C．③④⑤D．②④⑤
（2）有一位同學(xué)通過實驗測量作出了圖乙中的A圖線，另一位同學(xué)實驗測出了如圖丙中的B圖線．試分析：①A圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠；
②A圖線上部彎曲的原因是拉車的砝碼質(zhì)量m沒有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M；
③B圖線在縱軸上有截距的原因是在平衡摩擦力時，長木板的傾角過大，小車沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未對小車施加拉力時，小車已有加速度．
（3）在處理數(shù)據(jù)時，某同學(xué)做出的a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖線，如圖丁所示．從圖象中可以看出，作用在物體上的恒力F=5N．當(dāng)物體的質(zhì)量為2.5kg時，它的加速度為2m/s²．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力的關(guān)系，實驗前要平衡摩擦力，實驗要保持車的質(zhì)量不變而改變拉力大小，實驗時要先接通電源，再釋放小車；
（2）根據(jù)圖線給出的信息，分析產(chǎn)生的原因；
（3）從丁圖中讀出數(shù)據(jù)，利用牛頓第二定律進(jìn)行計算；

解答 解：（1）①首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對小車的拉力，①正確．
②平衡摩擦力的方法就是，不掛塑料小桶，把木板的一端墊高，輕推小車，使小車能勻速滑動，②錯誤．
③平衡摩擦力后，在實驗過程中不需要重新平衡摩擦力，③錯誤．
④實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力，④正確．
⑤實驗中應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，⑤錯誤；
本題選不正確的，故選：B．
（2）①A圖線不通過坐標(biāo)原點，即拉力要有一定數(shù)值小車才有加速度，可知其原因是可能是實驗前沒有平衡摩擦力或摩擦力沒有平衡夠；
②A圖線上部彎曲的原因是未滿足拉車的砝碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M這個條件；
③B圖線在縱軸上有截距的原因是在平衡摩擦力時，長木板的傾角過大，小車沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未對小車施加拉力時，小車已有加速．因此作出的圖線中，F(xiàn)為0時，a不為0，而是有一定的數(shù)值；
（3）從圖中可知a=2m/s²時，$\frac{1}{M}$=0.4，根據(jù)牛頓第二定律可知F=Ma=5N，當(dāng)物體的質(zhì)量為2.5kg時，它的加速度為${a}_{1}=\frac{F}{{m}_{1}}=\frac{5}{2.5}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$
故答案為：（1）B；（2）?①沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠；?②未滿足拉車的砝碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M；?③在平衡摩擦力時，長木板的傾角過大，小車沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未對小車施加拉力時，小車已有加速度；（3）5，2．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)分析，掌握實驗注意事項即可正確解題，實驗前要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法，平衡摩擦力不能過度．注意實驗誤差分析，以及讀圖計算合力與加速度．