Question

15．為了探究物體加速度a與所受合外力F的關系，某同學設計的實驗裝置如圖1，裝置中繩與滑輪的質量不計、摩擦足夠小，紙帶穿過打點計時器B的限位孔，C為力傳感器，小車質量為m_l，鉤碼質量為m₂，平衡小車摩擦力后，該同學記錄的小車加速度a與受力F的實驗數據如表：
（1）請根據該組同學的實驗數據，在圖2中繪制a-F圖線；
（2）根據所作的a-F圖線，實驗結論是：小車質量一定時，其加速度與所受合外力成正比．
（3）關于本實驗，下列說法中正確的有AB．
A．實驗時應先接通電源后釋放小車
B．小車釋放前應靠近打點計時器
C．實驗中鉤碼質量m₂應遠小于小車質量m₁
D．測力計的讀數始終為$\frac{1}{2}$m₂g．

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
加速度a（m•s-2）	0.25	0.95	1.61	2.22	2.80	3.33	3.84
受力F（N）	0.05	0.19	0.32	0.44	0.56	0.67	0.77

Answer 1

分析 （1）根據描點法作出圖象；（2）根據a與F的關系圖線為直線，確定物體加速度與合力的關系．（3）根據圖示實驗確定實驗原理然后答題；由于該實驗的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運動，故不要求重物質量遠小于小車質量；由牛頓第二定律可求解測力計的讀數．

解答 解：（1）根據描點法作出圖象，如圖所示：

（2）根據a與F的關系圖線為直線，質量不變時，物體的加速度與合外力成正比．
（3）A、B 小車釋放前應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車，這樣才能保證紙帶的大部分距離上都打上了點，才能充分利用整個紙帶，故AB正確．
C、由于該實驗的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運動，此拉力可由測力計示數獲得，不需要用重物的重力來代替，故不要求重物質量遠小于小車質量，故C錯誤；
D、由于重物向下加速度運動，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，
解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，故D錯誤
故選：AB
故答案為：（1）如圖所示；（2）小車質量一定時，其加速度與所受合外力成正比；（3）AB

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，然后熟練應用物理規(guī)律來解決實驗問題．要學會應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．