Question

1．為了探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：

（1）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
（2）研究加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持小車(chē)質(zhì)量不變，不同小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到右圖幾條a-F關(guān)系圖象，以下說(shuō)法正確的是C
A、A圖象是正確平衡了摩擦力得到的結(jié)果；B圖象彎曲的原因是鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于了小車(chē)的質(zhì)量
B、B圖象形成的原因是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大；D圖象是因?yàn)槠胶饽Σ亮Σ粔蚧驔](méi)有平衡摩擦力
C、B圖象彎曲的原因是沒(méi)有滿(mǎn)足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，C圖象形成的原因是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
D、C圖象形成的原因是長(zhǎng)木板傾角過(guò)小；D圖象形成的原因是長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
科網(wǎng)]
（3）圖2為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出．所用交流電的頻率為50Hz，從紙帶上測(cè)出x₁=3.20cm，x₂=4.74cm，x₃=6.30cm，x₄=7.85cm，x₅=9.41cm，x₆=10.96cm．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.55 m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 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)．
該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測(cè)量很重要．利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大�。�

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：C．
（2）設(shè)小車(chē)加速度為a，
對(duì)小車(chē)：F=Ma
對(duì)重物：F-mg=ma
聯(lián)立解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M時(shí)，當(dāng)m逐漸變大時(shí)，a逐漸變小，故圖象出現(xiàn)彎曲．
所以原因是圖B發(fā)生彎曲的原因是：鉤碼的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量．
圖C中當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車(chē)就有加速度，這是平衡摩擦力時(shí)木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過(guò)度引起的．
從圖D中發(fā)現(xiàn)直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)的加速度還為0，是沒(méi)有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不夠引起的． 
綜上，故選：C
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（7.85+9.41+10.96）×1{0}_{\;}^{-2}m-（3.20+4.74+6.30）×1{0}_{\;}^{-2}m}{9×0．{1}_{\;}^{2}}$
解得：a=1.55m/s²．
故答案為：（1）C   （2）C    （3）1.55

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，紙帶的處理是運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論去完成的．