Question

8．如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的托盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計時器，打點(diǎn)計時器接50HZ交流電．小車的質(zhì)量為m₁，托盤及砝碼的質(zhì)量為m₂．

（1）下列說法正確的是CD．
A．長木板C必須保持水平
B．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．實(shí)驗(yàn)中m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁
D．作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$圖象便于行出加速度與質(zhì)量關(guān)系
（2）實(shí)驗(yàn)時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象，可能是圖2中的圖線丙．（選填“甲、乙、丙”）
（3）從實(shí)驗(yàn)中挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測量計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖3所示．已知打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50Hz．
從圖3中所給的刻度尺上讀出A、B兩點(diǎn)間的距離s₁=0.70cm；該小車的加速度a=0.20m/s²．（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字），實(shí)驗(yàn)中紙帶的左（填“左”或“右”）端與小車相連接．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和具體實(shí)驗(yàn)步驟可判定各個選項；
（2）沒有平衡摩擦力時，當(dāng)存在一定的力時首先平衡摩擦力，之后才產(chǎn)生加速度；
（3）刻度尺的最小分度是1mm，讀數(shù)時準(zhǔn)確值加估計值．若紙帶做勻變速直線運(yùn)動，由紙帶上的計數(shù)點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動推論△s=aT²，其中，T=5×0.02s=0.1s，求解加速度．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中要平衡摩擦力，長木板的一端要墊高，故A錯誤；
B、為節(jié)省紙帶增加小車運(yùn)行時間先接通電源后松小車，故B錯誤；
C、以托盤作為研究對象有mg-T=ma
以小車作為研究對象有T=Ma
聯(lián)立以上兩式可得：$T=\frac{Mmg}{M+m}$
要使繩子拉力等于鉤碼的重力，即T=mg，故$\frac{m}{M}$≈0，則有M＞＞m即實(shí)驗(yàn)中m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁，故C正確；
D、如果作出a-M圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a-$\frac{1}{m}$的圖象，只要a-$\frac{1}{m}$的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關(guān)系，故D正確；
故選：CD
（2）沒用平衡摩擦力，則當(dāng)施加一定力時，首先平衡摩擦力后才會產(chǎn)生加速度，通過圖象知，當(dāng)力F不為零時，加速度為零，故丙圖對；
（3）刻度尺的最小分度是1mm，從圖3中所給的刻度尺上讀出A、B兩點(diǎn)間的距離s₁=0.70cm；
每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則時間間隔為T=0.1s，
根據(jù)△x=aT²解得：a=$\frac{0.0090-0.0070}{0.01}$=0.20m/s²．
根據(jù)紙帶可知，從左往右相等時間內(nèi)的位移逐漸增大，則紙帶的左端與小車相連接．
故答案為：（1）CD；（2）丙；（3）0.70；0.20；左

點(diǎn)評 掌握好實(shí)驗(yàn)的步驟及實(shí)驗(yàn)的原理很重要，對實(shí)驗(yàn)的注意事項及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解，知道為什么要平衡摩擦力，還要知道如何平衡摩擦力．