Question

15．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中：

（1）在“探究加速度與質(zhì)量”的關(guān)系時，為了直觀地判斷加速度a與戰(zhàn)狼M的關(guān)系，應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$圖象（選填“a-M”或者“a-$\frac{1}{M}$”）；
（2）某同學(xué)采用如圖甲所示的實驗裝置，為了使實驗中能將砝碼和砝碼盤的總重力當(dāng)作小車受到的合外力，以下步驟必須采用的有BC．
A．保證小車下面的長木板水平放置
B．將小車下面的長木板右端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力
C．使小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量
D．使小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量
（3）已知打點計時器使用的交流電頻率為f=50Hz，即每隔0.02s打一個點．圖乙中A、B、C、D、E為依次選定的計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用圖乙中給出的數(shù)據(jù)，則小車運動的加速度大小a=1.59m/s²，在D點處時的瞬時速度大小V_D=0.678m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，通過圖象得出兩個物理量之間的關(guān)系，該圖線需是線性圖線；
（2）理解該實驗的實驗原理和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，知道實驗誤差的來源；
（3）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小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持F不變，為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$圖象，此圖象是一條直線．
（2）AB、實驗中要平衡摩擦力，長木板的一端要墊高，所以不能水平放置，故A錯誤，B正確；
CD、以托盤作為研究對象有m₂g-T=m₂a
以小車作為研究對象有T=m₁a
聯(lián)立以上兩式可得T=$\frac{{m}_{2}g}{1+\frac{{m}_{2}}{{m}_{\;}}}$，要使繩子拉力等于砝碼和砝碼盤的重力，即T=m₂g，故有m₂＞＞m₁，即使小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量，故C正確，D錯誤；
故選：BC
（3）由于相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出，所以計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0599+0.0757}{0.2}=0.678m/s$
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²結(jié)合作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0757+0.0599-0.0440-0.0280}{0.04}$=1.59m/s²
故答案為：（1）a-$\frac{1}{M}$；（2）BC；（3）1.59；0.678

點評 對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，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，要提高應(yīng)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(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．