Question

10．（1）某同學(xué)設(shè)計了一個探究無輪子小車的加速度a與小車所受拉力F關(guān)系的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖．他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認(rèn)為下列說法正確的是AC
A．實驗時要平衡摩擦力
B．實驗時不需要平衡摩擦力
C．鉤碼的重力要遠小于小車的總重力
D．實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源
（2）如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，期中A、B、C、D、E是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，距離如圖所示．紙帶的加速度的表達式為a=$\frac{{{x}_{4}{+x}_{5}{+x}_{6}-x}_{1}{-x}_{2}{-x}_{3}}{{9T}^{2}}$．
（3）若相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，則打計數(shù)點1時的速度大小v₁=0.605．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）保持實驗小車質(zhì)量不變，改變鉤碼質(zhì)量，得到圖丙中的圖象不通過原點的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 該實驗裝置于驗證牛頓第二定律的實驗裝置相同，為了讓砝碼的重力更加接近為小車的合外力，本實驗中需要平衡摩擦力和讓砝碼重力遠遠小于小車重力．
利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求1的速度大小，利用逐差法根據(jù)△x=aT²可求物體的加速度．

解答 解：（1）根據(jù)實驗原理我們知道，為了讓砝碼的重力更加接近為小車的合外力，本實驗中需要平衡摩擦力和讓砝碼重力遠遠小于小車重力，實驗時先接通電源后釋放小車，故BD錯誤，AC正確．
故選：AC．
（2）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：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{{{x}_{4}{+x}_{5}{+x}_{6}-x}_{1}{-x}_{2}{-x}_{3}}{{9T}^{2}}$；
（3）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1點時小車的瞬時速度大�。�
v₁=$\frac{0.05+0.071}{2×0.1}$=0.605m/s
（4）從圖象可以看出當(dāng)有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，
所以圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是實驗前該同學(xué)未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
故答案為：（1）AC
（2）$\frac{{{x}_{4}{+x}_{5}{+x}_{6}-x}_{1}{-x}_{2}{-x}_{3}}{{9T}^{2}}$
（3）0.605
（4）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．實驗時要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或過平衡摩擦力都是錯誤的．