Question

（2012?鹽城三模）用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行“探究加速度與力的關(guān)系”研究，細(xì)線跨過(guò)定滑輪連接小車(chē)和重物，小車(chē)在細(xì)線的拉力作用下自左向右運(yùn)動(dòng)．將光電門(mén)1、2分別固定在木板上B、C兩點(diǎn)，用它們可以準(zhǔn)確地記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間．
（1）未懸掛重物時(shí)，利用現(xiàn)有條件怎樣操作并判定小車(chē)與木板間的摩擦力已經(jīng)得到平衡？

將木板傾斜，輕輕推動(dòng)小車(chē)，若兩個(gè)光電傳感器記錄時(shí)間相同，就平衡了摩擦力

；
（2）撤去光電門(mén)1，保持小車(chē)質(zhì)量M不變，不斷改變重物的質(zhì)量m，每次讓小車(chē)都從同一位置A點(diǎn)由靜止釋放，得到小車(chē)遮光條通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間t；記錄數(shù)據(jù)．利用測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，橫軸用重物質(zhì)量m，若要得到一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，則縱軸應(yīng)用

t^-2

（選填“t”、“t^-1”、“t²”或“t^-2”）表示，若得到的確為一直線，則由圖線得出結(jié)論

在質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比

；
（3）在實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)，并按照第 （2）問(wèn)中的坐標(biāo)系描點(diǎn)作圖，發(fā)現(xiàn)直線在末端發(fā)生彎曲，則此結(jié)果對(duì)應(yīng)于圖中的圖

甲

（選填“甲”或“乙”）．

Answer 1

分析：平衡摩擦力就是讓小車(chē)在無(wú)拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于小車(chē)受到的摩擦力．
由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有：v²=2as，a=

v2

2s

=

( d △t )2

2s

，而a=

F

M

=

mg

M

，所以

1

(△t)2

=

2gs

d2M

m．

解答：解：（1）未懸掛重物時(shí)，平衡摩擦力方法是將木板傾斜，輕輕推動(dòng)小車(chē)，若兩個(gè)光電傳感器記錄時(shí)間相同，就平衡了摩擦力．
（2）該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有：v²=2as，a=

v2

2s

=

( d △t )2

2s

，而a=

F

M

=

mg

M

，所以

1

(△t)2

=

2gs

d2M

m．
所以利用測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，橫軸用重物質(zhì)量m，若要得到一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，則縱軸應(yīng)用t^-2．
若得到的確為一直線，則由圖線得出結(jié)論在質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比．
（3）重物質(zhì)量m增加不能遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，直線在末端發(fā)生彎曲，則此結(jié)果對(duì)應(yīng)于圖中的圖甲．
故答案為：（1）將木板傾斜，輕輕推動(dòng)小車(chē)，若兩個(gè)光電傳感器記錄時(shí)間相同，就平衡了摩擦力
（2）t^-2  在質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比
（3）甲

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)與教材中的實(shí)驗(yàn)有所不同，但是根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)，明確了實(shí)驗(yàn)原理，即可正確解答．