Question

6．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

（1）下列做法正確的是AD（填字母代號）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在木塊上
C．實(shí)驗(yàn)時，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
E．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零
（2）實(shí)驗(yàn)時，某同學(xué)得到一條紙帶，如圖2所示，每5個計(jì)時點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，記為圖中0、1、2、3、4、5、6點(diǎn)．測得相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為s₁=0.96cm，s₂=2.88cm，s₃=4.80cm，s₄=6.72cm，s₅=8.64cm，s₆=10.56cm，打點(diǎn)計(jì)時器的電源頻率為50Hz．計(jì)算此紙帶的加速度大小a=1.9m/s²，打計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”時紙帶的速度大小v₄=0.77m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（3）在驗(yàn)證質(zhì)量一定時，加速度a和合外力F的關(guān)系時，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖3所示的a-F圖象，圖象不過原點(diǎn)其原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定實(shí)驗(yàn)步驟的正誤；
（2）根據(jù)在勻變速直線時間中點(diǎn)的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時速度大小；利用逐差法可以求出紙帶的加速度大�。�
（3）圖3圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在木塊上，故B錯誤；  
C、打點(diǎn)計(jì)時器要“早來晚走”即實(shí)驗(yàn)開始時先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點(diǎn)計(jì)時器，故C錯誤； 
D、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：AD；
（2）每5個計(jì)時點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時間間隔T=0.02s×5=0.1s
此紙帶的加速度大小a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{（3T）^{2}}$=$\frac{（6.72+8.64+10.56）×1{0}^{-2}-（0.96+2.88+4.80）×1{0}^{-2}}{（3×0.1）^{2}}$m/s²=1.9m/s²；
打計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”時紙帶的速度大小v₄=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}=\frac{（6.72+8.64）×1{0}^{-2}}{2×0.1}m/s$≈0.77m/s；
（3）圖3圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．
故答案為：（1）AD；  （2）1.9；  0.77；    （3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器使用、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)．對于實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，要知其原因．另外注意紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，計(jì)算時注意單位的統(tǒng)一．