7.某實驗小組利用如圖1所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實驗.

(1)在實驗中必須將長木板右端墊高,目的是平衡摩擦力,當(dāng)不掛鉤碼時小車能勻速運(yùn)動時,表明已調(diào)好.
(2)為了減小誤差,每次實驗必須通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力,獲取多組數(shù)據(jù).若小車質(zhì)量為400g,實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選A組會比較合理.(填選項前的字母)
A.10g~40g   B.200g~400g    C.1000g~2000g      
(3)實驗中打點計時器所使用的是交流 (交流、直流)電源,圖2中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分:1、2、3、4、5是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出,每兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.1 S,由該紙帶可求得小車的加速度a=1.11.m/s2.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(4)如圖3(a),是甲同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線,圖線不過坐標(biāo)原點的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的a-F圖線如圖3(b)所示,兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同?小車和砝碼的總質(zhì)量不同.

分析 (1)通過木板右端墊高,使小車的重力沿斜面的分力與小車的滑動摩擦力相等,則小車做勻速直線運(yùn)動,摩擦力恰好被平衡.
(2)本實驗要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,據(jù)此可正確解答.
(3)打點計時器使用交流電,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。
(4)圖B中圖象與橫軸的截距大于0,說明在拉力大于0時,加速度等于0,即合外力等于0;a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量,故斜率不同則物體的質(zhì)量不同.

解答 解:(1)通過木板右端墊高,目的是平衡摩擦力,即小車的重力沿斜面的分力與小車的滑動摩擦力相等,則小車做勻速直線運(yùn)動,摩擦力恰好被平衡.
(2)本實驗要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,因此要求實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍要小,故BC錯誤,A正確.
故選:A.
(3)打點計時器,使用交流電源.根據(jù)交流電的頻率50Hz,則點與點時間間隔為0.02s,因每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出,
所以每兩個計數(shù)點間的時間間隔是T=0.02×5s=0.1s;
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,
a=$\frac{0.0366+0.0476-0.0144-0.0255}{4×0.01}$m/s2=1.11m/s2
(4)圖a中圖象與橫軸的截距大于0,說明在拉力大于0時,加速度等于0,說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0,即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(3)由圖可知在拉力相同的情況下a>a,
根據(jù)F=ma可得m=$\frac{F}{a}$,即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量,且m<m.故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同.
故答案為:(1)平衡摩擦力
(2)A
(3)交流    0.1     1.11,
(4)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;  小車和砝碼的總質(zhì)量不同

點評 明確實驗原理以及具體的操作細(xì)節(jié),加強(qiáng)動手實驗,同時加強(qiáng)基本運(yùn)動學(xué)規(guī)律在物理實驗中的應(yīng)用.對該實驗要明確實驗原理,尤其是正確理解該實驗要滿足的條件:小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量.要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用.

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