Question

16．某同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究“物體質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力的關(guān)系”．

（1）該同學(xué)是采用v-t圖象來(lái)求加速度的，圖2是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分（單位cm），紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交變電源上．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打3點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度為0.23m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．打這條紙帶小車(chē)的加速度為0.39m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）該同學(xué)把各點(diǎn)的速度都算出來(lái)，標(biāo)在了v-t坐標(biāo)系中，如圖3-甲所示．并作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線；利用圖線求出小車(chē)此次運(yùn)動(dòng)的加速度a=9.8m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

（3）該同學(xué)最終所得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的a-F圖線如圖3-乙所示，從圖中我們可以看出圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，根據(jù)該圖線可以確定下列判斷中正確的是AD
A．本實(shí)驗(yàn)中小車(chē)的質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力成正比
B．小車(chē)的加速度可能大于重力加速度g
C．可以確定小車(chē)的質(zhì)量約為2kg
D．實(shí)驗(yàn)中配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M．

Answer 1

分析 （1）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)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)3的瞬時(shí)速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出加速度．
（2）作出速度時(shí)間圖線，結(jié)合圖線的斜率求出加速度．
（3）由原理F=Ma結(jié)合圖象可分析：F與a的關(guān)系，斜率的意義．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打3點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度v=$\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{（6.42-1.75）×1{0}^{-2}}{0.2}$≈0.23m/s．
根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}=\frac{（9.34-3.89-3.89）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=0.39m/s²
（2），畫(huà)圖時(shí)讓盡量多的點(diǎn)落在直線上即可，圖象如圖所示．
圖象的斜率表示加速度，則a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.6-0.21}{0.4}=9.8m/{s}^{2}$．
（3）A、由圖線可得：a與F成正比，故A正確．
B：小車(chē)的加速度：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以加速度不可能大于g，故B錯(cuò)誤．
C：圖線的斜率k=$\frac{1}{M}$=$\frac{0.2}{0.1}=2$，所以：M=0.5kg，故C錯(cuò)誤．
D：因?yàn)閳D線是過(guò)原點(diǎn)的直線，故滿(mǎn)足配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M，故D正確．
故選：AD．
故答案為：（1）0.23，0.39，（2）如圖所示，9.8，（3）AD

點(diǎn)評(píng) 對(duì)該實(shí)驗(yàn)要明確實(shí)驗(yàn)原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)器材的選擇，誤差分析，注意事項(xiàng)等問(wèn)題進(jìn)行分析會(huì)起到事半功倍的效果．