Question

5．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中：
（1）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖1所示．請你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處（至少兩處）：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是直流電源．（2）實(shí)驗(yàn)前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順得地完成了實(shí)驗(yàn)，如圖2是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，可算得小車的加速度a=0.20m/s²．
（3）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如表所示，請你選擇合適刻度并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線，從圖3線中可得出當(dāng)F不變時(shí)，小車加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系是物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	加速度 a/m•s-2	小車與砝碼總質(zhì)量 m/kg	小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) m-1/kg-1
1	0.29	0.20	5.0
2	0.25	0.25	4.0
3	0.22	0.30	3.3
4	0.18	0.35	2.9
5	0.16	0.40	2.5

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而在該圖中小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（2）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小．
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度和質(zhì)量成反比，故應(yīng)該做a-$\frac{1}{M}$圖象；采用描點(diǎn)法作圖即可．

解答 解：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該用交變電流（圖中為直流電源）
②小車離定滑輪太近（離打點(diǎn)計(jì)器較遠(yuǎn)），小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)距左端較遠(yuǎn)，這樣便于小車運(yùn)動(dòng)一段過程，從而能準(zhǔn)確測量小車的加速度，減小誤差．
（2）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，
設(shè)第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到第二個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
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小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對兩個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=$\frac{0.0404-0.0163-0.0163}{4×0.01}$m/s²=0.20m/s²
（3）在合外力保持不變時(shí)，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比，故作出加速度與小車質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖象，如圖所示；
從圖3線中可得出當(dāng)F不變時(shí)，小車加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系是物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是直流電源；實(shí)驗(yàn)前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（2）0.20；（3）物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比

點(diǎn)評 把握實(shí)驗(yàn)原理才能準(zhǔn)確的把握實(shí)驗(yàn)的操作步驟，才能準(zhǔn)確的選擇和操作實(shí)驗(yàn)器材．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．