Question

13．某實驗小組采用如圖（甲）裝置探究加速度與質(zhì)量、合外力的關(guān)系．

（1）除桌面上的實驗器材外，還準備了打點計時器所用的學(xué)生
電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙片和紙帶，要完成該實驗，還需要的實驗器材有天平和刻度尺．
（2）實驗時保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定，探究加速度與小車（包括車中砝碼）質(zhì)量M的關(guān)系，以下做法正確的是C．
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將長木板帶有滑輪的一端適當墊高
B．平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細繩通過滑輪系在小車上
C．砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量
D．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源
（3）另有一實驗小組用如圖（乙）所示的實驗方案探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，該方案通過位移的
測量來代替加速度的測量，即$\frac{a_1}{a_2}=\frac{x_1}{x_2}$，用這種替代成立的條件是BD．
A．兩小車質(zhì)量必須相等
B．兩小車的運動時間必須相等
C．兩小車所受的拉力大小必須相等
D．兩小車都必須從靜止開始做勻加速直線運動．

Answer 1

分析 （1、2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測量很重要；
（3）通過位移的測量來代替加速度的測量原理，是根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動位移時間公式x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得出的，則要求初速度為零，運動時間要相等．

解答 解：（1）本試驗中要通過紙帶求解加速度，所以需要刻度尺測量長度，要研究質(zhì)量與加速度的關(guān)系，需要測量小車質(zhì)量，所以需要天平．
（2）A、平衡摩擦力時，應(yīng)將長木板不帶定滑輪的一端適當墊高，故A錯誤；
B、平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故B錯誤．
C、每次改變小車的質(zhì)量時，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C正確．
D、實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故D錯誤．
故選：C
（3）當兩小車都做初速度為0的勻變速直線運動，根據(jù)x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，
可得物體的加速度a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$，
所以$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{2{x}_{1}}{{{t}_{1}}^{2}}×\frac{{{t}_{2}}^{2}}{2{x}_{2}}$
根據(jù)題意要通過位移的測量來代替加速度的測量，即滿足$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{{x}_{1}}{{{x}_{2}}^{\;}}$，
則要t₁=t₂，此實驗不需要兩車質(zhì)量相等，小車所受的水平拉力可以不等于砝碼（包括小盤）的重力，故BD正確，AC錯誤．
故選：BD．
故答案為：（1）天平；刻度尺；（2）C；（3）BD

點評 教科書本上的實驗，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．