Question

13．用如圖甲所示的裝置“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”，帶滑輪的長木板水平固定，跨過小車上定滑輪的兩根細(xì)線均處于水平．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是AB．（填步驟序號(hào)）
A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)F₀；
B．改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶
C．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）以拉力傳感器示數(shù)的二倍F（F=2F₀）為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象如圖乙所示，則可能正確的是C．
（3）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖丙所示的紙帶，按時(shí)間順序取0、1、2、…、5共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，1～5每相鄰兩個(gè)點(diǎn)間各有四個(gè)打印點(diǎn)未畫出，用刻度尺測出1、2、…、5各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為：10.92、18.22、23.96、28.30、31.10（cm），通過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電頻率為50Hz．則：小車的加速度大小為1.5m/s²，（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，小車質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，對(duì)a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)．
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，故A正確；
B、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故B正確；
C、本題拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故CD錯(cuò)誤．
故選：AB；
（2）小車質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，所以a-F圖象是一條傾斜的直線，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力，則畫出的a-F圖象在F軸上有截距，故C正確．
故選：C；
（3）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}=\frac{（0.3110-0.2396）-（0.2396-0.1092）}{4×0.01}$=-1.5m/s²，則小車的加速度大小為1.5m/s²．
故答案為：（1）AB，（2）C，（3）1.5m/s²

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)驗(yàn)源于課本，但是又不同于課本，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．注意在本實(shí)驗(yàn)中不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因?yàn)槔�力可以彈簧秤直接測出．