5.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置來探究“加速度與力的關(guān)系”.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車的左端.將數(shù)字測(cè)力計(jì)固定在小車上,小車放在長(zhǎng)木板上.在數(shù)字測(cè)力計(jì)的右側(cè)拴有一細(xì)線,細(xì)線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連,在重物的牽引下,小車在木板上加速運(yùn)動(dòng),數(shù)字測(cè)力計(jì)可以直接顯示細(xì)線拉力的大。

(1)采用數(shù)字測(cè)力計(jì)測(cè)量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比,下列說法正確的是B(填選項(xiàng)前的字母)
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接測(cè)量小車(包括測(cè)力計(jì))所受的拉力,可以減少誤差
C.利用此實(shí)驗(yàn)裝置還需要測(cè)量重物的質(zhì)量
D.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量
(2)圖2是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50HZ,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.39m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)保持小車和數(shù)字測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量一定,改變鉤碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).請(qǐng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在圖3中做出a-F圖象,由圖可知小車的質(zhì)量為2.0kg.(保留兩位有效數(shù)字)

分析 (1)實(shí)驗(yàn)中通過數(shù)字測(cè)力計(jì)直接測(cè)量拉力的大小,不需要測(cè)量重物的質(zhì)量,也不需要滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量.
(2)根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度.
(3)根據(jù)所描的點(diǎn)作出a-F圖線,根據(jù)圖象的斜率求解質(zhì)量.

解答 解:(1)A、在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為拉力為小車的合力,仍然需要平衡摩擦力.故A錯(cuò)誤.
B、用數(shù)顯測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力,直接測(cè)量小車(包括測(cè)力計(jì))所受的拉力,可以減少誤差,故B正確.
C、因?yàn)槔Φ拇笮⊥ㄟ^數(shù)字測(cè)力計(jì)測(cè)量出來,不需要測(cè)量重物的質(zhì)量,也不需要滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量.故CD錯(cuò)誤.
故選:B.
②由紙帶可知,在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=0.39cm,根據(jù)△x=aT2得,加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.0039}{0.01}$=0.39m/s2
③根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出a-F圖象如圖所示:
根據(jù)F=ma得:
a=$\frac{1}{m}F$,
則m=$\frac{1}{k}=\frac{1.0}{0.50}=2.0kg$
故答案為:(1)B;(2)0.39;(3)如圖所示; 2.0

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道直接測(cè)量出拉力的優(yōu)越性,不需要再滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,不需要測(cè)量重物的重力;掌握紙帶處理的方法,會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.第一、二、三秒內(nèi)的位移之比是1:4:9
B.第一、二.三秒內(nèi)速度的變化量是相等的
C.后一秒內(nèi)的位移比前一秒內(nèi)的位移多gT2=10m
D.落地時(shí)的水平位移是30m

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A.小球的動(dòng)能逐漸減小
B.小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能的總和逐漸增加
C.小球在b點(diǎn)的動(dòng)能最大,為0.4J
D.彈簧的彈性勢(shì)能的最大值為0.6J

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