6.用如圖(a)所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律.

(1)下列做法正確的是AD(填字母代號)
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板保持平行
B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時,將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在小車上
C.實驗時,先放開小車再接通打點計時器的電源
D.通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時,不需要再次調(diào)節(jié)木板傾斜程度
(2)甲、乙兩同學各取一套圖(a)所示的裝置放在水平桌面上,在沒有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關(guān)系,圖(b)為某次操作中打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點(圖中未標出),實驗中使用的是頻率f=50Hz的交變電流.根據(jù)圖中數(shù)據(jù),可以算出小車的加速度a=0.50m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
實驗后甲、乙分別得到圖(c)中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的小車質(zhì)量分別為m、m,小車與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ、μ,由圖(c)可知,m小于m、μ大于μ(選填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)在正確平衡摩擦力后甲同學重新實驗,保持小車的質(zhì)量M不變,改變砝碼盤和砝碼的總重力F,多次實驗,根據(jù)得到的數(shù)據(jù),在a-F坐標系中描點,得到如圖(d)所示的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個點明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是砝碼盤和砝碼總質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量.

分析 (1)探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時,要平衡摩擦力,平衡摩擦力時,要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力,不需要掛任何東西.小車的加速度應根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出;平衡摩擦力時,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以約掉m,只需要平衡一次摩擦力.操作過程是先接通打點計時器的電源,再放開小車.
(2)依據(jù)逐差法△x=aT2可計算小車加速度.
a-F圖象的斜率表示加速度的倒數(shù);求解出加速度與拉力F的表達式后結(jié)合圖象分析得到動摩擦因素情況.
(3)當M>>m時,鉤碼的重力基本等于繩子的拉力,即小車的合力,當不滿足M>>m時,拉力和鉤碼的總重力出現(xiàn)明顯的差值,圖線偏離直線.

解答 解:(1)A、調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板保持平行.故A正確;
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時,不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在小車上.故B錯誤;
C、實驗時,應先接通電源,再釋放小車.故C錯誤;
D、通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時,不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度.故D正確.
故選:AD.
(2)每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點,故兩點間的時間間隔為T=0.1s,由逐差法可得:$a=\frac{(2.88+2.40-1.89-1.40)×1{0}^{-2}}{4{T}^{2}}$=0.50m/s2;
當沒有平衡摩擦力時有:T-f=ma,故a=$\frac{1}{m}$T-μg,即圖線斜率為$\frac{1}{m}$,縱軸截距的大小為μg.觀察圖線可知m小于m,μ大于μ;
(3)由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線,所以在質(zhì)量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實驗原理:mg=Ma
得a=$\frac{mg}{M}$,而實際上a′=$\frac{mg}{M}+m$,可見A,B段明顯偏離直線是由于沒有滿足M>>m造成的.
故答案為:
(1)AD;(2)0.50,小于,大于;(3)砝碼盤和砝碼總質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量.

點評 書本上的實驗,我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚.逐差法的應用要注意時間間隔.

練習冊系列答案
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A.安培力對ab棒所做的功相等B.電流所做的功相等
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A.B.C.D.

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A.棒通過b、c兩位置時,電阻R的電功率之比為1:2
B.棒通過b、c兩位置時,電阻R的電流之比為1:2
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D.在從a到b與從b到c的兩個過程中,通過棒的橫截面的電量相同

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