Question

12．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：
（1）為了消除小車(chē)與水平木板之間的摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C
A、將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B、將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
C、將木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D、將木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)能夠靜止在木板上
（2）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)，且間距S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆已量出，則小車(chē)加速度的表達(dá)式為a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；

（3）有一組同學(xué)保持小車(chē)以及車(chē)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實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖2所示，圖線①一定是在軌道傾斜情況下得到的（選填①或②）；小車(chē)以及車(chē)中的砝碼總質(zhì)量m=0.5kg．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力就是讓小車(chē)在無(wú)拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于小車(chē)受到的摩擦力．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論求出小車(chē)的加速度．
（3）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車(chē)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，根據(jù)圖示圖象應(yīng)用牛頓第二定律求出小車(chē)質(zhì)量．

解答 解：（1）平衡摩擦力就是讓小車(chē)在無(wú)拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于小車(chē)受到的摩擦力．所以平衡時(shí)應(yīng)為：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確，故選：C；
（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=aT²可知，加速度為：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{1}+{s}_{5}-{s}_{2}+{s}_{6}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；
（3）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車(chē)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①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的．
由牛頓第二定律可知：a=$\frac{1}{m}$F，由圖示圖象可知，a-F圖象的斜率：k=$\frac{1}{m}$=$\frac{△a}{△F}$=$\frac{4-2}{1}$=2，小車(chē)質(zhì)量：m=0.5kg；
故答案為：（1）C；（2）$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；（3）①；0.5．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，只有掌握好了基本知識(shí)和基本方法才能順利解決實(shí)驗(yàn)題目，所以要重視基本知識(shí)和基本方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練．