Question

19．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打上的點(diǎn)計(jì)算出：
（1）當(dāng)m與M的大小關(guān)系滿足m＜＜M時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定，探究做加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正確的是：BC
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差
D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式 a=mg/M求出．
（3）乙圖為本實(shí)驗(yàn)中接在50Hz的低壓交流電上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，設(shè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1和2間距為S₁，計(jì)數(shù)點(diǎn)4和5間距為S_n由圖數(shù)據(jù)可得計(jì)算加速度的表達(dá)式是a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$：該物體的加速度為0.74m/s²；（所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．
（2）平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤(pán)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應(yīng)由紙帶求出．
（3）物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由△x=at²可以求出物體的加速度．

解答 解：（1）當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量M時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上，故A錯(cuò)誤；
B、在實(shí)驗(yàn)前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差，故C正確；
D、小車的加速度應(yīng)該根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出，
加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D錯(cuò)誤；故選BC．
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：S₄-S₁=3aT²，
物體的計(jì)數(shù)點(diǎn)a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$=$\frac{0.0583m-0.0362m}{3{×（0.1）}^{2}}$≈0.74m/s²．
故答案為：（1）m＜＜M；（2）BC；（3）a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$；0.74．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題，難度不大，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．