Question

15．圖1是“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中砂和桶的總質(zhì)量為m，小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M．在探究“質(zhì)量一定、加速度與力的關(guān)系”時(shí)，認(rèn)為砂和桶的重力mg等于小車(chē)受的合力F．
（1）實(shí)驗(yàn)中，首先要平衡小車(chē)受到的摩擦力．正確的做法是：在不掛（選填“掛”或“不掛”）砂和桶的情況下，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)讓其下滑，直至打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車(chē)后拖著的紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等（選填“相等”或“越來(lái)越大”）．
（2）為減小實(shí)驗(yàn)的誤差，m和M應(yīng)滿足一定的條件．關(guān)于m和M的選取，以下最合理的一組是C．
A．M=20g，m=10g、20g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、60g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、20g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、60g、100g、120g
（3）圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，其間的距離分別如圖．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車(chē)的加速度a=0.43m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)把木板一端抬高，讓小車(chē)的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的；
（2）當(dāng)盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力；
（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�。�

解答 解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力的思路是：抬高木板一端，讓小車(chē)的重力沿斜面分力與摩擦力平衡，當(dāng)觀察到小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明摩擦力已經(jīng)被平衡，故具體操作是：在不掛砂和砂桶的情況下，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)讓其下滑，直至小車(chē)能勻速下滑即可，則紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等．
（2）重物與小車(chē)一起加速運(yùn)動(dòng)，因此重物對(duì)小車(chē)的拉力小于重物的重力，當(dāng)盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力，因此C組數(shù)據(jù)比較符合要求．
故選：C．
（3）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)作差法得出加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0551+0.0508-0.0465-0.0422}{0.04}$=0.43m/s²．
故答案為：（1）不掛；相等；（2）C；（3）0.43

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)原理和誤差來(lái)源，通過(guò)平衡摩擦力減小系統(tǒng)誤差是關(guān)鍵，要掌握如何判斷小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的方法，能根據(jù)作差法求解加速度．