Question

20．用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置研究“加速度與合外力的關(guān)系”．
（1）實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)會(huì)受到摩擦阻力的作用，可使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦力，則下面操作正確的是B
A．不掛鉤碼，放開(kāi)沒(méi)有紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可
B．不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車(chē)，小車(chē)能夠勻速下滑即可
C．掛鉤碼，放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)，能夠自由下滑即可
D．掛鉤碼，放開(kāi)沒(méi)有紙帶的小車(chē)，小車(chē)能夠勻速下滑即可
（2）該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車(chē)之間連接的力傳感器測(cè)出細(xì)線上的拉力，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，確定加速度a與細(xì)線上拉力F的關(guān)系，圖2中圖象中能正確表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是A．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中一段紙帶的打點(diǎn)記錄如圖3所示，若小車(chē)的質(zhì)量為1千克，則該次實(shí)驗(yàn)中鉤碼質(zhì)量為0.75千克（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時(shí)，不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車(chē)，小車(chē)能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡．若摩擦力得到平衡，則a-F圖線過(guò)原點(diǎn)，由于拉力用傳感器測(cè)出，不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車(chē)的質(zhì)量，圖線不會(huì)出現(xiàn)彎曲．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．

解答 解：（1）平衡摩擦力時(shí)，使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車(chē)，小車(chē)能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選：B．
（2）因?yàn)槔�力是由傳感器測(cè)出，已經(jīng)平衡了摩擦力，則加速度與拉力的關(guān)系圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，即加速度與拉力成正比．故選：A．
（3）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{[（14-7.5）-（7.5-2.20）]×1{0}^{-2}}{4×0.0{2}^{2}}$m/s²=7.50m/s²．
據(jù)F=ma=7.5×1N=7.5N
所以：M=$\frac{7.5}{10}$Kg=0.75Kg
故答案為：（1）B，（2）A，（3）0.75．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法，以及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．