Question

10．如圖甲所示為“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以下操作正確的有BD（填字母代號(hào)）
A．應(yīng)先釋放小車，再接通電源 
B．跨過(guò)定滑輪連接小車的細(xì)線應(yīng)該與長(zhǎng)木板平行
C．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤(pán)用細(xì)線跨過(guò)定滑輪系在小車上
D．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使小車總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砝碼和盤(pán)的總質(zhì)量m
（2）實(shí)驗(yàn)中使用的交流電頻率為50Hz，打出的紙帶如圖乙所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，其中x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.31cm，x₄=8.94cm，由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是0.63m/s²．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（3）下表記錄了小車總質(zhì)量一定時(shí)，牽引力大小F與對(duì)應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中描點(diǎn)作出a-F圖線．

砝碼盤(pán)與砝碼總重力F （N）	0.59	1.08	1.57	2.06	2.55
加速度a （m/s2）	0.19	0.36	0.53	0.79	0.87

從作出的圖象可以得出的結(jié)論為質(zhì)量一定時(shí)加速度與力成正比．
（4）平衡摩擦力后，保持小車所受的合外力不變探究小車加速度a與小車總質(zhì)量M的關(guān)系，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)甲、乙同學(xué)分別利用各自測(cè)出的數(shù)據(jù)作出a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖象．從如圖丁可以看出甲、乙兩同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)甲（填“甲”或“乙”）同學(xué)實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力更大．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力時(shí)應(yīng)取下砂桶，調(diào)整木板右端高度，輕推小車，小車能夠沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變小車質(zhì)量時(shí)不需要重新平衡摩擦力．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律△x=aT²可以求出加速度的大�。�
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象，從作出的圖象得出結(jié)論；
（4）根據(jù)圖線斜率表示的物理意義，判斷繩子拉力的大小．

解答 解：（1）A、為充分利用紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故A錯(cuò)誤；
BC、平衡摩擦力時(shí)，不掛砝碼盤(pán)，將紙帶連接在小車上并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與木板平行，將木板不帶定滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕推小車，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；
D、在該實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為砝碼和砝碼盤(pán)的重力等于細(xì)繩拉小車的拉力，實(shí)際上，由于砝碼和砝碼盤(pán)要加速下降，所以細(xì)繩對(duì)小車的拉力要小于砝碼和砝碼盤(pán)的重力，所以為了減小誤差，砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D正確．
故選：BD
（2）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（8.31cm+8.94cm）-（7.05cm+7.68cm）}{4×（0.1s）_{\;}^{2}}$=$63cm/{s}_{\;}^{2}$=0.63m/s²．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)內(nèi)內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

在質(zhì)量一定時(shí)，加速度a與力F成正比，由此可得：質(zhì)量一定時(shí)加速度與力成正比；
（4）a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖線的斜率k=$\frac{a}{\frac{1}{M}}$，可知圖線的斜率表示拉力，可知甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的拉力較大．
故答案為：（1）BD    （2）0.63     （3）圖象如圖所示            質(zhì)量一定時(shí)加速度與力成正比          （4）甲

點(diǎn)評(píng) 教科書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．