Question

12．利用如圖1所示裝置可以完成力學中的許多實驗．

（1）以下說法正確的是BD．
A．利用此裝置做“研究勻變速直線運動”的實驗時，必須設法消除小車和木板間摩擦阻力的影響
B．利用此裝置探究“加速度與力與質(zhì)量的關系”時，通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度
C．利用此裝置探究“加速度與質(zhì)量的關系”時，并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的a-m關系圖象不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比
D．利用此裝置探究“功和速度變化的關系”實驗時，應將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做可以消除小車運動時摩擦阻力的影響
（2）某同學利用此裝置探究“加速度與力的關系”，通過實驗測量作出了圖中的A圖線，如圖2所示，試分析：
①A圖線不通過坐標原點的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
②A圖線上部彎曲的原因是不滿足小車的質(zhì)量遠遠大于鉤碼的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實驗，在研究勻變速直線運動時不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關系”和探究“功與速度變化的關系”實驗時，需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度a與力F的關系”時，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達式，不難得出當鈞碼的質(zhì)量遠遠大于小車的質(zhì)量時，加速度a近似等于g的結論．
（2）探究加速度與力、質(zhì)量的關系時：①要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車受到的合力小于小桶的重力，a-F圖象不過原點，在F軸上有截距．
②在小車質(zhì)量遠大于小桶及砝碼質(zhì)量的情況下，可以近似認為小車受到的合力等于小桶與砝碼的重力，如果小車質(zhì)量沒有遠大于小桶與砝碼的質(zhì)量，小車受到的合力明顯小于小桶與砝碼的重力，如果仍然認為小車受到的合力等于小桶與砝碼的重力，則加速度與力不成正比，a-F圖象不是直線，而是一條曲線．

解答 解：（1）A、此裝置可以用來研究勻變速直線運動，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤．
B、利用此裝置探究“加速度與質(zhì)量的關系”，通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故B正確．
C、曲線的種類有雙曲線、拋物線、三角函數(shù)曲線等多種，所以若a-m圖象是曲線，不能斷定曲線是雙曲線，即不能斷定加速度與質(zhì)量成反比，應畫出a-$\frac{1}{m}$圖象，故C錯誤．
D、探究“功與速度變化的關系”實驗時，需要平衡摩擦力，方法是將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補償小車運動中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故D正確．
故選：BD．
（2）①開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏�。�即說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
②隨著重物質(zhì)量不斷的增大，已經(jīng)不滿足小車的質(zhì)量遠遠大于鉤碼的質(zhì)量，所以圖象出現(xiàn)彎曲．
故答案為：（1）BD；（2）①沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；②不滿足小車的質(zhì)量遠遠大于鉤碼的質(zhì)量．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應用物理規(guī)律來解決實驗問題．