Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組成員要做“探究加速度與合外力，質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，關(guān)于平衡摩擦力，下列說法中正確的是B．
A．平衡摩擦力的方法就是，通過改變懸掛鉤碼的質(zhì)量，使小車能勻速滑動
B．平衡摩擦力的目的，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力
C．平衡摩擦力時，若小車能從墊斜的木板上靜止開始下滑，則表明摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡
D．若改變小車的質(zhì)量，則需要重新平衡摩擦力
（2）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器使用的電源頻率為50Hz，如圖1為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出，從紙帶上測出x₁=4.20cm，x₂=5.52cm，x₃=9.42cm，x₄=10.70cm，則木塊加速度的大小a=1.3m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）小組成員中甲、乙兩同學(xué)先后在同一實(shí)驗(yàn)裝置中做研究加速度與合外力關(guān)系實(shí)驗(yàn)，根據(jù)各自測得的數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)紙上作出a-F圖象如圖2所示，根據(jù)圖象可知，這兩個同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時，都沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，若甲、乙兩同學(xué)所用小車的質(zhì)量分別為m_甲、m_乙，由圖可知，m_甲小于m_乙，（選填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，使小車受到的合力等于細(xì)線的拉力；平衡摩擦力后在實(shí)驗(yàn)過程中不需要再平衡摩擦力．
（2）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論：△x=at²可以求出加速度．
（3）求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，分析圖示圖象根據(jù)圖象特點(diǎn)分析答題．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是，不掛鉤碼，讓小車與紙帶相連，調(diào)節(jié)斜面的傾角直到小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動為止，故A錯誤；
B、平衡摩擦力的目的，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力，故B正確；
C、平衡摩擦力時，小車能在斜面上做勻速直線運(yùn)動表明摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡，故C錯誤；
D、平衡摩擦力后改變小車的質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，故D錯誤；故選B；
（2）電源頻率為50Hz，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔：t=5×0.02s=0.1s，
由：△x=at²可知加速度：a=$\frac{{x}_{5}-{x}_{1}+{x}_{6}-{x}_{2}}{8{t}^{2}}$=$\frac{0.0942-0.0420+0.1070-0.0552}{8×0．{1}^{2}}$=1.3m/s²；
（3）由圖象圖象可知，當(dāng)拉力大到一定值時才產(chǎn)生加速度，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
由牛頓第二定律可知：a=$\frac{1}{m}$F，則圖象的斜率：k=$\frac{1}{m}$，由圖示圖象可知：k_甲＞k_乙，則：m_甲＜m_乙；
故答案為：（1）B；（2）1.3；（3）平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（3）小于．

點(diǎn)評 探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法；由勻變速直線運(yùn)動的推論可以求出加速度；求出圖象的函數(shù)表達(dá)式可以比較兩小車的質(zhì)量關(guān)系．求加速度時要注意計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔，這是易錯點(diǎn)．