Question

14．某同學(xué)用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)系統(tǒng)的加速度與合外力的關(guān)系，小車內(nèi)盛有沙子，沙桶和沙桶內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為m，小車及車內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為M，在實(shí)驗(yàn)中保持m與M之和不變，將砂桶和砂桶內(nèi)沙子總重力視為系統(tǒng)所受合外力F，實(shí)驗(yàn)后系統(tǒng)加速度a由紙帶計(jì)算得到；該同學(xué)從車子中取出一些沙子，放入砂桶中，改變F的大小，重復(fù)多次，測(cè)得多組（a，F(xiàn)）數(shù)據(jù)．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
a/（m/s2）	0.5	0.74	1.01	1.24	1.48	1.75
mg/（N）	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35

（1）為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的具體操作為：取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）實(shí)驗(yàn)中下列做法正確的是BD（填字母代號(hào)）
A．若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為電磁式的應(yīng)接220V交流電源
B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．通過(guò)增減小車上的沙改小車變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度
（3）按正確操作得出上表，請(qǐng)通過(guò)表格中的數(shù)據(jù)在圖2的坐標(biāo)系中畫出a-F圖象，并利用圖象求出M+m=0.2kg．

Answer 1

分析 （1）驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，把木板一端墊高，使小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）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)即可解答；
（3）作出a-F圖線應(yīng)該采用描點(diǎn)法擬合呈一條傾斜的直線，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象求出系統(tǒng)總質(zhì)量．

解答 解：（1）為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的具體操作為：取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；
（2）A、電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接4-6V交流電源，故A錯(cuò)誤；
B、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，保證小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合力不變，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)要求開(kāi)始小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故C錯(cuò)誤；
D、通過(guò)增減小車上的沙改小車變質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，也就不需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度，故D正確；
故選：BD．
（3）②采用描點(diǎn)法作出a-F圖象，

在實(shí)驗(yàn)中保持m與M之和不變，該同學(xué)從車子中取出一些沙子，放入沙桶中，將沙桶和沙桶內(nèi)沙子總重力視為系統(tǒng)所受合外力F，
根據(jù)牛頓第二定律得M+m=$\frac{△F}{△a}=\frac{0.35-0}{1.75-0}$=0.2kg
故答案為：（1）砂桶；勻速直線；（2）BD；（3）如圖所示；0.2．

點(diǎn)評(píng) 教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、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)這幾點(diǎn)去搞清楚，實(shí)驗(yàn)的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意，難度適中．