Question

9．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中．
（1）（雙選）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．為了能用沙和小桶的重力代替繩對(duì)小車的拉力，在小車中增減砝碼時(shí)，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（2）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖1所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得距離x₁=30mm，x₂=36mm，x₃=42mm x₄=48mm，則小車的加速度為0.60m/s²．

（3）某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質(zhì)量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖2的坐標(biāo)圖上作出a-F圖象．
②圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)木板傾角太�。�
③圖中的力F理論上指繩對(duì)小車的拉力，而實(shí)驗(yàn)中卻用砂和砂桶的重力代替．

Answer 1

分析 （1）在該實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故要平衡摩擦力，且不能懸掛裝砂的小桶，但應(yīng)該連接紙帶且讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．平衡摩擦力就是讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力等于小車的重力沿斜面的分力．為節(jié)約紙帶應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開小車；
（2）根據(jù)公式△x=aT²求解加速度；
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出a-F圖象；實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不夠，則圖象在F軸上截距不為零，如果過(guò)平衡摩擦力，則圖象在a軸上截距不為零．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，故D正確．
故選：BD．
（2）每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)公式△x=aT²得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{6×1{0}^{-3}}{0．{1}^{2}}$=0.60m/s²；
（3）①應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，先根據(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)，然后根據(jù)各點(diǎn)作出a-F圖象，圖象如圖所示．

②由a-F圖象可知，圖線不過(guò)原點(diǎn)，在橫軸上有截距；這表明在拉力大到一定程度時(shí)，小車才開始運(yùn)動(dòng)，
這可能是在實(shí)驗(yàn)前沒有平衡小車受到的摩擦力，或平衡摩擦力時(shí)，木板墊起的傾角太小，平衡摩擦力不夠造成的．
③本實(shí)驗(yàn)將F當(dāng)作繩對(duì)小車的拉力，實(shí)際上是砂和砂桶的重力，只有當(dāng)砂和砂桶的重力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，才能使砂和砂桶的重力接近繩子拉小車的力．
故答案為：（1）BD；（2）0.60；（3）①如圖所示；②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)木板傾角太小；③繩對(duì)小車的拉力；砂和砂桶的重力

點(diǎn)評(píng) 在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中掌握各種研究問題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應(yīng)用．對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)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．