Question

7．用圖甲所示裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．請(qǐng)思考并完成相關(guān)內(nèi)容：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為平衡摩擦力，以下操作正確的是B
A．連著砂桶，適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度，直到小車(chē)被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)
B．取下砂桶，適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度，直到小車(chē)被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)
C．取下砂桶，適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度，直到小車(chē)緩慢沿木板做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
（2）圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，由此可求出小車(chē)的加速度a=1.60m/s²（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）一組同學(xué)在保持木板水平時(shí)，研究小車(chē)質(zhì)量一定的情況下加速度a與合外力F的關(guān)系，得到如圖丙中①所示的a-F圖線(xiàn)．則小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力f=0.10N；小車(chē)質(zhì)量M=0.20kg．若該小組正確完成了步驟（1），得到的a-F圖線(xiàn)應(yīng)該是圖丙中的②（填“②”、“③”或“④”）．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力時(shí)應(yīng)取下砂桶，調(diào)整木板右端高度，輕推小車(chē)，小車(chē)能夠沿木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)即可．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出小車(chē)的加速度．
（3）根據(jù)圖線(xiàn)的橫軸截距求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小，結(jié)合圖線(xiàn)的斜率求出小車(chē)質(zhì)量．平衡摩擦力后，抓住圖線(xiàn)斜率不變，a與F成正比確定正確的圖線(xiàn)．

解答 解：（1）平衡摩擦力時(shí)，取下砂桶，適當(dāng)當(dāng)調(diào)整木板右端的高度，直到小車(chē)被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)，故B正確．
（2）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（10.60+12.22+13.81-5.79-7.41-9.02）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=1.60m/s²．
（3）根據(jù)圖①知，當(dāng)F=0.10N時(shí)，小車(chē)才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可知小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力f=0.10N，圖線(xiàn)的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，則m=$\frac{0.10}{0.50}$kg=0.20kg．
平衡摩擦力后，a與F成正比，圖線(xiàn)的斜率不變，故正確圖線(xiàn)為②．
故答案為：（1）B；（2）1.60；（3）0.10，0.20，②．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵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，以及知道a-F圖線(xiàn)斜率和截距表示的含義，難度中等．