Question

3．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．
①下列做法正確的有D．
A．平衡摩擦力時(shí)，用細(xì)線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D．在砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力 F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪�平和傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖乙所示．圖線II（選填“I”或“II”）是在軌道水平情況下得到的；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.2（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
（2）知道滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)．
對(duì)滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，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．故B錯(cuò)誤．
C、在砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，所以應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
（2）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，
該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大，即傾角過(guò)大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過(guò)高．所以圖線I是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的，圖象II是在軌道水平情況下得到的．
根據(jù)F=ma得a=$\frac{F}{m}$，所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)．
由圖形b得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率k=2，所以滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=0.5Kg，
由圖形b得，在水平軌道上F=1N時(shí)，加速度a=0，
根據(jù)牛頓第二定律得F-μmg=0，
解得μ=0.2；
故答案為：（1）D；（2）II；0.2

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)作出兩個(gè)量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關(guān)系，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來(lái)求解．