Question

7．某實驗小組采用圖1示的裝置“探究a與F、m之間的定量關(guān)系一實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面．

（1）下列措施中正確的是AD．
A．首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對小車的拉力
B．每次小車都要從同一位置開始運動
C．實驗時應(yīng)先放小車，然后再開打點計時器的電源
D．鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
（2）如圖2所示，是實驗小組同學(xué)在實驗中得到的一條紙帶，紙帶上標(biāo)注了幾個計數(shù)點O、A、B、C，D，E、F，并且相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，紙帶旁還給出了最小刻度為lmm的刻度尺，已知打點計時器所用交流電頻率為50Hz．
①計數(shù)點A對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)是5.80cm：
②由紙帶可以計算，計數(shù)點D對應(yīng)時刻小車的速度大小v_D=1.18m/s，小車的加速度是2.00m/s² （結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
（3）實驗中，在探究加速度與小車質(zhì)量關(guān)系時，某同學(xué)得到了7組數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的7個點（圖3中打×的位置）．
①請在坐標(biāo)紙上作出a-$\frac{1}{m}$的關(guān)系圖象；
②由圖象可知：當(dāng)合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力的關(guān)系實驗時，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車，小實驗中，要保證鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
（3）根據(jù)描點法作出圖象，根據(jù)圖象得出結(jié)論．

解答 解：（1）A、實驗首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對小車的拉力，故A正確；
B、次小車不需要要從同一位置開始運動，故B錯誤；
C、實驗中應(yīng)先接通電源，后放開小車，故C錯誤；
D、實驗中，要保證鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量，這樣才能使得鉤碼的總重力近似等于細(xì)繩對小車的拉力，故D正確；
故選：AD．
（2）①按刻度尺的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)，要估讀到最小刻度的下一位，因此 A對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)為：5.80cm．
②由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.1079+0.1282}{0.2}$=1.18m/s
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.1481+0.1282+0.1079-0.088-0.0682-0.0480}{0.09}$=2.00m/s²，
（3）①根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：
②根據(jù)圖象可知，當(dāng)合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）AD；（2）5.80；1.18；2.00；（3）如圖所示；當(dāng)合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比．

點評 該題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理分析，知道實驗原理及注意事項即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗時，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．要求同學(xué)們能根據(jù)作差法求紙帶的加速度，會根據(jù)描點法作圖，注意離圖象較遠(yuǎn)的點直接舍去，能根據(jù)圖象得出結(jié)論．