Question

9．用如圖1所示裝置來完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗．

①下列操作需要且正確的有．BC
A．將長木板的帶定滑輪的一端適當墊高，以消除摩擦力的影響
B．用天平測出小車的質(zhì)量M和鉤碼的質(zhì)量m，當M遠大于m時，可認為小車受到的拉力F=mg
C．正確安裝好裝置后，將小車停在靠近打點計時器處，接通電源待計時器工作穩(wěn)定后再釋放小車
D．選取點跡清晰的紙帶，必須以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量
②某小組的同學在用該實驗裝置探究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系，保持拉力不變，改變小車的質(zhì)量，打出的紙帶如圖2，O為計數(shù)起始點，選取的測量點為1、2、3、4、5、6，相鄰兩點之間還有四個點沒標出，紙帶上標出了各測量點到O點的距離，打點計時器的工作頻率為50Hz．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
小車質(zhì)量M/kg	0.200	0.300	0.400	0.500	0.600	0.700
小車加速度a/m﹒s-2	1.99	1.32	？	0.800	0.670	0.570
小車質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{M}$/kg-1	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67	1.43

得到的數(shù)據(jù)記錄在上表中，第3次實驗測得小車的加速度是0.99 m/s²．（紙帶如圖2）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，為探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，請在圖3中建立合理的坐標系，描出相應的關(guān)系圖象．
根據(jù)圖象可知：在物體所受外力一定時，物體的加速度與質(zhì)量成反比．

Answer 1

分析 ①在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中應聯(lián)系實際做實驗的過程，結(jié)合注意事項：使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動．
②根據(jù)在勻變速直線運動中，某點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出各點的瞬時速度大小，利用逐差法可以求出加速度的大小，根據(jù)描點法作出圖象．

解答 解：①A、將長木板的不帶定滑輪的一端適當墊高，以平衡摩擦力，故A錯誤；
B、本題實驗要求M遠元大于m，只有滿足這個條件，才可認為小車受到的拉力F=mg，故B正確；
C、實驗時，先接通電源，后放開小車，故C正確；
D、選取點跡清晰的紙帶，不一定以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量，故D錯誤．故選：BC
②圖中各點為每打5個點標出的計數(shù)點，則T=0.1s，
根據(jù)作差法得加速度為：a=$\frac{{（x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}）-（{x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3}）}{9{T}^{2}}$≈0.99m/s²；
根據(jù)描點法作出a-$\frac{1}{M}$圖象，如圖所示：
根據(jù)圖象可知：在物體所受外力一定時，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：①BC；②0.99；如圖所示；成反比．

點評 紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的公式，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，明確實驗原理，正確理解實驗中具體操作的含義，加強基本物理規(guī)律在實驗中的應用．