Question

4．為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)按照探究思路，回答下列問(wèn)題：
（1）某同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，他得到的a-F關(guān)系是下列的哪個(gè)圖線？圖中a是小車(chē)的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力，答：B
（2）消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響后，可用砝碼盤(pán)和砝碼的總重力與小車(chē)所受的拉力大小相等，此時(shí)砝碼盤(pán)和砝碼質(zhì)量m與小車(chē)總質(zhì)量M之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系為M＞＞m；
（3）如圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求小車(chē)打D點(diǎn)時(shí)的速度為1.6m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
（2）小車(chē)受到的拉力F不等于重物的重力，設(shè)重物的質(zhì)量m，小車(chē)的質(zhì)量M，拉力F=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，只有當(dāng)m＜＜M時(shí)，F(xiàn)才近似等于mg．
（3）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．

解答 解：（1）把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，這樣在沒(méi)有繩子的拉力作用下，小車(chē)就會(huì)產(chǎn)生加速度．
故選：B．
（2）對(duì)系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對(duì)小車(chē)分析，繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)M＞＞m時(shí)，可用鉤碼總重力代替小車(chē)所受的拉力．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
得：${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{4T}=\frac{0.0665+0.0616}{4×0.02}=1.6m/s$
故答案為：（1）B；（2）M＞＞m；（3）1.6．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)問(wèn)題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．實(shí)驗(yàn)中的第2題考查的是力學(xué)問(wèn)題，把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現(xiàn)象，這些我們都要從學(xué)過(guò)的力學(xué)知識(shí)中解決．