Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”試驗中：

(1)以下實驗操作，正確的是_____________。

A．平衡摩擦力時，應(yīng)將空砝碼盤用細(xì)線跨過定滑輪系在小車上，讓細(xì)線與長木板平行

B．平衡摩擦力時，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器

C．每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力

D．實驗時，應(yīng)先釋放小車，再接通電源

(2)為了探究小車（包括里面所裝鉤碼）總質(zhì)量M一定時，加速度a與合力F的定量關(guān)系，需要在砝碼盤里面添加砝碼來改變小車所受到的合力．砝碼質(zhì)量m和小車總質(zhì)量M分別選取下列四組值：

A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、125g

B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g

C．M=200g，m分別為50g、70g、100g、125g

D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g

若其它操作都正確，那么應(yīng)該選用_________組值（選填字母代號）進(jìn)行實驗時的實驗誤差較�。�

(3)下圖是實驗中得到的一條已打點的紙帶，紙帶上的A、B、C、D、E、F、G均為相鄰計數(shù)點，已知打點計時器的打點周期為0.02s，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個計時點未畫出，相鄰計數(shù)點之間的距離已標(biāo)注在圖上，則小車運(yùn)動的加速度大小a=____m/s2，打C點時的速度大小vC=____m/s．（以上結(jié)果都保留2位有效數(shù)字）．

(4)某學(xué)生在平衡摩擦力時，使得長木板傾角偏大。他所得到的a-F關(guān)系是圖中的哪根圖線？（圖中a是小車的加速度，F是細(xì)線作用于小車的拉力）。答：________________。

A、 B、

C、 D、

Answer 1

【答案】（1）B C （2）B （3）0.91m/s2； 0.40m/s （4）C

【解析】

（1）探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．本實驗的變量比較多，有加速度、力、質(zhì)量等，因此為了探究它們之間關(guān)系，采用了控制變量法；操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車；
（2）實驗時要求小車質(zhì)量M要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂及砂桶的質(zhì)量m，根據(jù)這個要求做出選擇即可．
（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小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�

（4）若平衡摩擦力過大，則不加外力時小車就有加速度，由圖像反應(yīng)的信息進(jìn)行判斷；

（1）平衡摩擦力時，應(yīng)不掛砝碼及砝碼盤，只讓小車拖著穿過打點計時器的紙帶在長木板上做勻速運(yùn)動，選項A錯誤，B正確；每次改變小車質(zhì)量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，選項C正確；實驗時，應(yīng)先接通電源，再釋放小車，選項D錯誤；故選BC.

（2）實驗時要求小車質(zhì)量M要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂及砂桶的質(zhì)量m，只有B中M與m相差最大，故選：B
（3）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，設(shè)A到B之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，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：x4-x1=3a1T2；x5-x2=3a2T2；x6-x3=3a3T2；為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）；即小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為：a==m/s2=0.91m/s2
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�
（4）把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，這樣在沒有繩子的拉力作用下，小車就會產(chǎn)生加速度．故選C．