Question

10．如圖甲所示為“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置．

（1）實驗過程中，以下操作正確的有BD（填字母代號）
A．應先釋放小車，再接通電源 
B．跨過定滑輪連接小車的細線應該與長木板平行
C．平衡摩擦力時，應將砝碼盤用細線跨過定滑輪系在小車上
D．為減小實驗誤差，應使小車總質量M遠大于砝碼和盤的總質量m
（2）實驗中使用的交流電頻率為50Hz，打出的紙帶如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出，其中x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.31cm，x₄=8.94cm，由此可以算出小車運動的加速度是0.63m/s²．（結果保留2位有效數(shù)字）

（3）下表記錄了小車總質量一定時，牽引力大小F與對應的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請在坐標圖中描點作出a-F圖線．

砝碼盤與砝碼總重力F （N）	0.59	1.08	1.57	2.06	2.55
加速度a （m/s2）	0.19	0.36	0.53	0.79	0.87

從作出的圖象可以得出的結論為質量一定時加速度與力成正比．
（4）平衡摩擦力后，保持小車所受的合外力不變探究小車加速度a與小車總質量M的關系，經(jīng)過多次實驗甲、乙同學分別利用各自測出的數(shù)據(jù)作出a-$\frac{1}{M}$的關系圖象．從如圖丁可以看出甲、乙兩同學做實驗時甲（填“甲”或“乙”）同學實驗中繩子的拉力更大．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力時應取下砂桶，調整木板右端高度，輕推小車，小車能夠沿木板做勻速直線運動即可；實驗過程中改變小車質量時不需要重新平衡摩擦力．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律△x=aT²可以求出加速度的大小．
（3）應用描點法作圖根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內描出對應點，然后作出圖象，從作出的圖象得出結論；
（4）根據(jù)圖線斜率表示的物理意義，判斷繩子拉力的大小．

解答 解：（1）A、為充分利用紙帶，實驗時應先接通電源，再釋放小車，故A錯誤；
BC、平衡摩擦力時，不掛砝碼盤，將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器，調節(jié)滑輪高度使細線與木板平行，將木板不帶定滑輪的一端適當墊高，輕推小車，使小車做勻速直線運動，故B正確，C錯誤；
D、在該實驗中，認為砝碼和砝碼盤的重力等于細繩拉小車的拉力，實際上，由于砝碼和砝碼盤要加速下降，所以細繩對小車的拉力要小于砝碼和砝碼盤的重力，所以為了減小誤差，砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量，故D正確．
故選：BD
（2）根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（8.31cm+8.94cm）-（7.05cm+7.68cm）}{4×（0.1s）_{\;}^{2}}$=$63cm/{s}_{\;}^{2}$=0.63m/s²．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標內內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：

在質量一定時，加速度a與力F成正比，由此可得：質量一定時加速度與力成正比；
（4）a-$\frac{1}{M}$的關系圖線的斜率k=$\frac{a}{\frac{1}{M}}$，可知圖線的斜率表示拉力，可知甲同學實驗中的拉力較大．
故答案為：（1）BD    （2）0.63     （3）圖象如圖所示            質量一定時加速度與力成正比          （4）甲

點評 教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．