Question

1．如圖是一個(gè)中學(xué)物理中常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于此裝置，下列說法中正確的有（　　）

• A． 用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)必須平衡摩擦力
• B． 用此裝置“探究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，如果畫出的α-M關(guān)系圖象是一條曲線，就可以確定加速度與質(zhì)量成反比
• C． 用此裝置“探究功與速度變化的關(guān)系”時(shí)，將木板左端適當(dāng)墊高，目的是為了平衡摩擦力
• D． 用此裝置“探究小車的加速度與外力的關(guān)系”時(shí)，若用鉤碼的重力代替繩子對(duì)小車的拉力，應(yīng)讓鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

Answer 1

分析 利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力；在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達(dá)式，不難得出當(dāng)鈞碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量時(shí)，加速度a近似等于g的結(jié)論．

解答 解：A．在利用該裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，摩擦力不影響研究結(jié)果，故不需要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤；
B．在利用該裝置來“探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，可以通過圖象法處理數(shù)據(jù)，加速度a與小車的質(zhì)量m成反比，畫出a-m的關(guān)系不能確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系，要畫出a-$\frac{1}{m}$的關(guān)系才能確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系．故B錯(cuò)誤；
C．在利用該裝置來做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是為了補(bǔ)償阻力，使小車受到的拉力等于砝碼的重力．故C正確；
D．在利用該裝置來“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，設(shè)小車的質(zhì)量為M，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{M+m}$
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=$\frac{M}{m+M}$mg；
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于小吊盤和盤中物塊的重力．故D正確；
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及的實(shí)驗(yàn)比較多，但只要能明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)物理定律求出相應(yīng)的表達(dá)式，然后可以討論得出相應(yīng)結(jié)論．
要注意哪些實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，注意在平衡摩擦力時(shí)，平衡摩擦力不足或平衡摩擦力過度都是錯(cuò)誤的．