Question

17．在探究加速度與物體受力關(guān)系的實驗中．
（1）某小組用如圖1所示裝置進行實驗，下列措施中正確的是BD
A．平衡摩擦力的方法就是將木板一端墊高，在塑料小桶中添加適量砂，使小車在繩的拉力作用下能勻速運動
B．每次改變小車所受的拉力時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗中應(yīng)先放小車，然后打開打點計時器的電源
D．在每次實驗中，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠大于砂和小桶的總質(zhì)量
（2）如圖2所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶，取計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G，兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0．l0s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離（單位cm）．則小車運動的加速度大小a=2.4m/s²．打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小v_C=0.51m/s．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）
（3）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：（小車質(zhì)量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m/s2	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖3上作出a-F圖象；圖線不過坐標原點的原因可能是平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 （1）實驗前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時應(yīng)撤去桶與桶中的砂，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔，把木板右端墊高使小車在木板上做勻速直線運動；
實驗時要先接通電源然后釋放小車；當小車質(zhì)量遠大于砂與桶的質(zhì)量時可以近似認為小車受到的拉力等于砂與桶的重力；
（2）應(yīng)用勻變速直線運動的推論求出小車的加速度與瞬時速度．
（3）應(yīng)用描點法作出圖象，根據(jù)圖示圖象分析圖象不過原點的原因．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是將木板一端墊高，撤去小桶及砂，把木板一端墊高，使小車在木板上做勻速直線運動，故A錯誤；
B、實驗前平衡摩擦力后，每次改變小車所受的拉力時，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗中應(yīng)先打開打點計時器的電源，然后釋放小車，故C錯誤；
D、當小車質(zhì)量遠大于砂與桶的質(zhì)量時可以近似認為小車受到的拉力等于砂與桶的重力，在每次實驗中，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠大于砂和小桶的總質(zhì)量，故D正確；故選：BD．
（2）由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}+{x}_{5}-{x}_{2}+{x}_{6}-{x}_{3}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.0867-0.0150+0.1108-0.0388+0.1349-0.0626}{9×0.1{0}^{2}}$≈2.4m/s²．
打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小：v_C=$\frac{BD}{2T}$=$\frac{0.0388+0.0626}{2×0.10}$≈0.51m/s；
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，說明小車受到的合力大于拉力，這是由于平衡摩擦力過度造成的；
故答案為：（1）BD；（2）2.4；0.51；（3）圖象如圖所示；平衡摩擦力過度．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，實驗前要把木板的一端墊高以平衡摩擦力；由于勻變速直線運動的推論可以求出小車的加速度與瞬時速度；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點法作圖的方法．