Question

20．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中：
（1）下面的說法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時，吊盤應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在車上，但吊盤內(nèi)不能放砝碼
B．實驗中應(yīng)始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和盤的總質(zhì)量
C．實驗中若用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點在一條直線上，即可證明加速度與質(zhì)量成反比
D．平衡摩擦力時，若不考慮紙帶對小車的拉力，則不需在小車后面連接紙帶，且實驗中不需再平衡摩擦力
（2）如圖所示是實驗中打點計時器打出的記錄小車做勻加速直線運動的一條紙帶的一部分．打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，在紙帶上選定標(biāo)有A～F六個記數(shù)點，相鄰兩個記數(shù)點之間還有四個點圖上沒有畫出．紙帶旁邊有一根最小刻度為毫米的刻度尺測量記數(shù)點間的距離，刻度尺的零刻度線跟“A”記數(shù)點對齊．（小數(shù)點后保留兩位小數(shù)）

①由圖可讀出記數(shù)點“B”與“C”之間的距離為2.00cm；
②打下記數(shù)點“B”時小車運動的速度為0.16m/s；
③小車的加速度為0.80m/s²．

Answer 1

分析 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，使得砂和小桶的重力等于小車的合力，需平衡摩擦力，平衡摩擦力時，不掛砂和小桶，小車后面需連接紙帶．因為小車做加速運動，桶和砂的重力不等于繩子的拉力，需保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量．
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時，不需掛砂和小桶，但小車后面必須與紙帶相連，因為運動過程中紙帶受到阻力．故A錯誤，D正確．
B、根據(jù)牛頓第二定律得，以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{m+M}$．則繩子的拉力F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)m遠(yuǎn)小于M，即砂和小桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的質(zhì)量時，繩子的拉力等于砂和小桶的重力．故B正確．
C、實驗中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點不在同一條直線上，是曲線．應(yīng)該做a與$\frac{1}{M}$圖線，若圖線為直線，證明加速度與質(zhì)量成反比．故C錯誤．
故選：BD．
（2）①由圖可讀出記數(shù)點“B”與“C”之間的距離為x=3.20cm-1.20cm=2.00cm．
②由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
v_B=$\frac{0.0320}{2×0.1}$=0.16m/s
③根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x_DE-x_BC=2a₁T²，
x_CD-x_AB=2a₂T²，
a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=$\frac{0.0960-0.0320-0.0320}{4×0.01}$=0.80m/s²．
故答案為：（1）BD；（2）①2.00，②0.16，③0.80．

點評 本題比較簡單，考查了有關(guān)紙帶處理的基本知識，平時要加強(qiáng)基礎(chǔ)實驗的實際操作，提高操作技能和數(shù)據(jù)處理能力．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．