Question

13．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：

（1）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采 取做法是C
A．將不帶滑輪的木板一端墊高適當(dāng)，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
（2）在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則小車(chē)加速度的表達(dá)式為a=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$；
（3）消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響后，可用鉤碼總重力代替小車(chē)所受的拉力，此時(shí)鉤碼m與小車(chē)總質(zhì)量M之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系為m＜＜M；
（4）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
小車(chē)加速度a/ms-2	0.77	0.38	0.25	0.19	0.16
小車(chē)質(zhì)量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D3坐標(biāo)系中作出最能直觀(guān)反映a與m之間關(guān)系的圖象．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力的方法是將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出小車(chē)的加速度；
（3）當(dāng)m＜＜M時(shí)，才可以可用鉤碼總重力代替小車(chē)所受的拉力；
（4）據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點(diǎn)法作出a-$\frac{1}{m}$圖線(xiàn)．

解答 解：（1）平衡摩擦力時(shí)將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．
故選：C．
（2）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$；
（3）設(shè)加速度為a：
對(duì)小車(chē)：F=Ma
對(duì)重物：mg-F=ma
聯(lián)立得：
F=$\frac{Mmg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，只有當(dāng)m＜＜M時(shí)，才可以可用鉤碼總重力代替小車(chē)所受的拉力；
（4）據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點(diǎn)法作出a-$\frac{1}{m}$圖線(xiàn)如圖所示

故答案為：（1）C；（2）$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$；（3）m＜＜M；（4）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法，知道圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的原因，以及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．注意研究a與m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該作a-$\frac{1}{m}$圖線(xiàn)，不能作a-m圖線(xiàn)，因?yàn)閍-m圖線(xiàn)為曲線(xiàn)，得不出a與m的定量關(guān)系．