Question

11．在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系時，采用如圖甲所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出：
（1）本實驗應用的實驗方法是C （單選）
A．假設法         B．理想實驗法    C．控制變量法     D．等效替代法
（2）當m與M的大小關系滿足m＜＜M時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（3）一組同學在先保持盤及盤中的砝碼質量一定，探究做加速度與質量的關系，以下做法正確的是：BC（多選）
A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差
D．小車運動的加速度可用天平測出m以及小車質量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出．
（4）如圖乙所示是實驗得到的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E是按打點先后順序依次選取的計數(shù)點，每相鄰的兩個計數(shù)點之間有四個小點未畫出． 由圖中的數(shù)據(jù)可知，打B點時小車的速度為v_B=0.16m/s．小車加速度的大小為a=0.81m/s²．（結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質量的關系實驗要應用控制變量法．
（2）當盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車及砝碼總質量時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（3）平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應由紙帶求出．
（4）物體做勻變速直線運動，應用勻變速直線運動的推論求出瞬時速度；由△x=at²可以求出物體的加速度．

解答 解：（1）探究加速度與力、質量的關系實驗要應用控制變量法，故選C．
（2）當盤及盤中砝碼的總質量m遠小于小車及砝碼總質量M時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（3）A、平衡摩擦力時，不應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上，故A錯誤；
B、在實驗前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗時，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差，故C正確；
D、小車的加速度應該根據(jù)打點計時器打出的紙帶應用勻變速運動規(guī)律求出，
加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D錯誤；故選BC．
（4）計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，
打B點時小車的速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.0119+0.0200}{2×0.1}$≈0.16m/s；
由由△x=at²可知，物體的加速度：a=$\frac{{x}_{DE}-{x}_{AB}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0361-0.0119}{3×0．{1}^{2}}$≈0.81m/s²．
故答案為：（1）C；（2）m＜＜M；（3）BC；（4）0.16；0.81．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理等問題，難度不大，是一道基礎題；解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用，以及知道實驗的原理和操作中的注意事項．