Question

12．為了“探究加速度與力．質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請思考探究思路并回答下列問題：
（1）為了消除小車與水平木板之間的摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運(yùn)動
B．將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運(yùn)動
C．將木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動
D．將木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上
（2）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，且間距S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆已量出，則小車加速度的表達(dá)式為a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；

（3）有一組同學(xué)保持小車以及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖3所示，圖線①一定是在軌道傾斜情況下得到的（選填①或②）；小車以及車中的砝碼總質(zhì)量m=0.5kg．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動，讓重力沿斜面的分力等于小車受到的摩擦力．
（2）從紙帶上求加速度可以用逐差法求解．
（3）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{m}$．

解答 解：（1）平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動，讓重力沿斜面的分力等于小車受到的摩擦力．所以平衡時(shí)應(yīng)為：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動．
故選：C
（2）由勻變速運(yùn)動的規(guī)律得：
s₄-s₁=3aT²
s₅-s₂=3aT²
s₆-s₃=3aT²
聯(lián)立得：
（s₄+s₅+s₆）-（s₁+s₂+s₃）=9aT²
解得：a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$
（3）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高．所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的．
根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{m}$
由a-F圖象得圖象斜率k=2，所以m=0.5kg．
故答案為：（1）C；（2）$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$；（3）①，0.5．

點(diǎn)評 對于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，只有掌握好了基本知識和基本方法才能順利解決實(shí)驗(yàn)題目，所以要重視基本知識和基本方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練．