Question

2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．
（1）為了保證實(shí)驗(yàn)條件和減小誤差，必要的措施是BCD
A．每次改變小車的質(zhì)量后，需要重新平衡摩擦力
B．將木板的一端墊高，使小車不受拉力時(shí)恰能在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)
C．盡量使沙與沙桶的總質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多
D．同一條件下多打幾條紙帶

（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大．他所得到的aF關(guān)系圖象可能是圖2中的C．（圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）
（3）圖3是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，距離如圖所示．則打C點(diǎn)時(shí)小車速度的表達(dá)式為${v}_{C}=\frac{{L}_{3}-{L}_{1}}{2T}$；該同學(xué)計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為a=$\frac{{L}_{4}-2{L}_{2}}{4{T}^{2}}$．．
（4）某同學(xué)作出的a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖線如圖4所示．從圖中可以看出，作用在物體上的恒力F=5 N．當(dāng)物體的質(zhì)量為2.5kg時(shí)，它的加速度為2m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定減小誤差的方法．
（2）當(dāng)傾角過(guò)大時(shí)，F(xiàn)為零，加速度不為零，從而確定正確的a-F圖線．
（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C點(diǎn)的速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出加速度．

解答 解：（1）A、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，重力的下滑分力等于滑動(dòng)摩擦力，因此每次改變小車的質(zhì)量后，都不會(huì)影響平衡條件，所以不要每次平衡摩擦力的，故A錯(cuò)誤．
B、在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們認(rèn)為繩子的拉力F等于鉤碼的重力mg，而在小車運(yùn)動(dòng)中還會(huì)受到阻力，所以我們首先需要平衡摩擦力．具體的方法是適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車恰能拖著紙帶勻速下滑，故B正確．
C、為了使沙與沙桶的總質(zhì)量接近小車的合力，因此盡量使沙與沙桶的總質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多，故C正確．
D、同一條件下多打幾條紙帶，目的是求平均值，故D正確．
故選：BCD．
（2）在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，可知F=0時(shí)，a不等于零．
故選：C．
（3）C點(diǎn)的速度等于BD段的平均速度，則${v}_{C}=\frac{{L}_{3}-{L}_{1}}{2T}$，根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{L}_{4}-{L}_{2}-{L}_{2}}{4{T}^{2}}$=$\frac{{L}_{4}-2{L}_{2}}{4{T}^{2}}$．
（4）根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{F}{M}$，可知圖線的斜率表示F，則$F=\frac{20}{4}$=5N，當(dāng)物體的質(zhì)量為2.5kg時(shí)，它的加速度a=$\frac{5}{2.5}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$．
故答案為：（1）BCD，（2）C，（3）${v}_{C}=\frac{{L}_{3}-{L}_{1}}{2T}$，a=$\frac{{L}_{4}-2{L}_{2}}{4{T}^{2}}$．（4）5，2．

點(diǎn)評(píng) 本題比較簡(jiǎn)單，屬于基礎(chǔ)題目，考查了實(shí)驗(yàn)器材和數(shù)據(jù)處理等基本實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題要加強(qiáng)動(dòng)手能力，親身體會(huì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程．
探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系時(shí)，要平衡摩擦力，小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砂桶質(zhì)量．
掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．