Question

4．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
（1）以下實(shí)驗(yàn)操作，正確的是B
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將空砝碼盤跨過定滑輪系在小車上，讓細(xì)線與長木板平行
B．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先釋放小車，再接通電源
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，如果a-M圖象是一根過原點(diǎn)的直線，則說明a和M成反比
（2）為了探究小車（包括里面所裝鉤碼）總質(zhì)量M一定時(shí)，加速度a與合力F的定量關(guān)系，需要在砝碼盤里面添加砝碼來改變小車所受到的合力．砝碼質(zhì)量m和小車總質(zhì)量M分別選取下列四組值：
A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、70g、100g、125g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g
若其它操作都正確，那么應(yīng)該選用B組值（選填字母代號(hào)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)誤差較�。�
（3）圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條已打點(diǎn)的紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出．量得0與2兩點(diǎn)間的距離x₁=68mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₂=54mm．則在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)1時(shí)，小車的速度大小v₁=0.54m/s．小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.80m/s²．（以上結(jié)果都保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟；
（2）根據(jù)牛頓第二定律，運(yùn)用整體法和隔離法求出繩子拉力的表達(dá)式，得出砝碼盤和砝碼重力等于繩子拉力所滿足的條件．
（3）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)1的瞬時(shí)速度以及3、4兩點(diǎn)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)速度時(shí)間公式求出加速度．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，不能將空砝碼盤跨過定滑輪系在小車上，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故C錯(cuò)誤．
D、用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，如果a-$\frac{1}{M}$圖象是一根過原點(diǎn)的直線，則說明a和M成反比，故D錯(cuò)誤．
故選：B．
（2）對(duì)整體分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對(duì)小車分析，繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)m遠(yuǎn)小于M時(shí)，砝碼盤和砝碼的重力等于繩子的拉力，故選：B．
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)1的瞬時(shí)速度等于0與2點(diǎn)間的平均速度，則${v}_{1}=\frac{{x}_{1}}{2T}=\frac{0.068}{0.2}m/s=0.34m/s$，
3、4兩點(diǎn)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度$v=\frac{{x}_{2}}{T}=\frac{0.054}{0.1}m/s=0.54m/s$，則小車勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=$\frac{v-{v}_{1}}{△t}=\frac{0.54-0.34}{0.25}m/{s}^{2}=0.80m/{s}^{2}$．
故答案為：（1）B，（2）B，（3）0.54，0.80．

點(diǎn)評(píng) 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，掌握平衡摩擦力的方法，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．