Question

如圖1所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為砝碼及砝碼盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時器相連，計(jì)時器接50Hz交流電．小車A的質(zhì)量為m₁，砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量為m₂．

①下列說法正確的是

 

A．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m₂應(yīng)遠(yuǎn)大于m₁
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)a-

1

m1

圖象
②實(shí)驗(yàn)時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象如圖2，可能是圖中的圖線

 

．（選填“甲”、“乙”、“丙”）
③如圖3所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出．由此可求得小車的加速度大小為

 

m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)時需要提前做的工作有兩個：①平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時a=

mg

M+m

=

g

1+ M m

隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g．
（2）如果沒有平衡摩擦力的話，就會出現(xiàn)當(dāng)有拉力時，物體不動的情況．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答：解：（1）A、平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A錯誤；
B、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源后釋放小車，故B錯誤；
C、讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時a=

mg

M+m

=

g

1+ M m

隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g，故C錯誤；
D、F=ma，所以：a=

1

m1

，當(dāng)F一定時，a與

1

m1

成正比，故D正確；
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當(dāng)有拉力時，物體不動的情況．故圖線為：丙．
（3）由于每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=

0.0290-0.0240

(0.1)2

=0.50m/s²．
故答案為：（1）D；（2）丙；（3）0.50

點(diǎn)評：會根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．