Question

4．某課外興趣小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系：
（1）下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，正確的是BCD（選填選項(xiàng)前的字母）
A．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先釋放小車，再接通電源
B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行
C．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候，小車最好距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器近一點(diǎn)
D．實(shí)驗(yàn)前要把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高平衡摩擦力
（2）從實(shí)驗(yàn)中挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz（相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）．

從圖乙中所給的刻度尺上讀出A、B兩點(diǎn)間的距離s₁=0.70cm，計(jì)算打出C點(diǎn)時(shí)小車的速度v_C=0.13m/s，該小車的加速度a=0.40m/s²（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（3）該小組在探究小車加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系中，作出了a-$\frac{1}{M}$的圖線，如圖丙所示，可求得小車受到的合外力大小為0.30N（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，通過(guò)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度．
（3）根據(jù)圖線的斜率求出小車所受的合外力．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候，小車最好距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器近一點(diǎn)，保證紙帶的有效使用，故C正確．
D、實(shí)驗(yàn)前要把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高平衡摩擦力，故D正確．
故選：BCD．
（2）由刻度尺的讀數(shù)知，A、B兩點(diǎn)間的距離s₁=0.70cm，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（1.10+1.50）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.13m/s．
根據(jù)△x=aT²得，加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.40×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=0.40m/{s}^{2}$．
（3）a-$\frac{1}{M}$圖線的斜率表示小車所受的合外力，則F=$\frac{1.2}{4}N=0.30N$．
故答案為：（1）BCD，（2）0.70，0.13，0.40，（3）0.30．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．