Question

16．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中：

（1）本實驗所采用的科學方法是：C
A．理想實驗法        B．等效替代法        C．控制變量法        D．建立物理模型法
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是C
A．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（3）為了減小實驗誤差，鉤碼的質(zhì)量m應遠大于小車的質(zhì)量M（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）；每次改變小車質(zhì)量（或鉤碼質(zhì)量）時，不需要（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力．
（4）某同學在平衡摩擦力時把木板的一端墊得過高，所得的a-F圖象為圖2中的C；
（5）如圖3所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶，取計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車運動的加速度大小a=2.40m/s²．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，探究加速度與拉力的關系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．根據(jù)牛頓第二定律，求出小車實際的拉力大小，然后和mg進行比較，可以得出結(jié)論，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）本實驗需要控制質(zhì)量不變，研究加速度與外力的關系，控制外力不變，研究加速度與質(zhì)量的關系，故方法為控制變量法．
故選：C
（2）實驗過程中可利用重力沿斜面向下的分力來抵消摩擦力，具體操作為將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，故C正確，
故選：C
（3）設小車的總質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：mg=（M+m）a，F(xiàn)=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當m＜＜M時F≈mg，即小車的總質(zhì)量遠遠于大鉤碼的總質(zhì)量，由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，
（4）平衡摩擦力過度，重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，則在不掛鉤碼的情況下，小車就有了一定的加速度，故選：C
（5）根據(jù)作差法得：$a=\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.1349+0.1108+0.0867-0.0626-0.0388-0.015}{0.09}$=2.40m/s²．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）遠小于；不需要（4）C；（5）2.40

點評 實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．實驗中的第2題考查的是力學問題，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現(xiàn)象，這些我們都要從學過的力學知識中解決．紙帶的處理是運用勻變速直線運動的兩個推論去完成的