Question

5．一小組的同學(xué)用甲圖所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．

①下列說(shuō)法正確的有D．
A．平衡摩擦力時(shí)，用細(xì)線一端掛空砝碼盤(pán)，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．每次改變砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D．可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤(pán)的重力
②乙圖為實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分．從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出，用刻度尺分別測(cè)量出A點(diǎn)到B、C、D、E的距離如圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)加速度的測(cè)量值a=1.2m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，分別測(cè)量出小車的加速度a．以砝碼的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得如圖丙所示的a-F圖象，則圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的主要原因是平衡摩擦力過(guò)度．．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可求小車的加速度．

解答 解：①A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯(cuò)誤．
C、應(yīng)讓砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，故C錯(cuò)誤
D、砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤(pán)的重力，故D正確
故選：D．
②由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄
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：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：
$a=\frac{1}{2}（{a}_{1}+{a}_{2}）$
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.229-0.0902-0.0902}{4×0．{1}^{2}}$=1.2m/s²，
③當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車就有加速度，這是平衡摩擦力時(shí)木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過(guò)度引起的．
故答案為：①D；②1.2；③平衡摩擦力過(guò)度．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚，注意數(shù)據(jù)處理時(shí)注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．