Question

17．某學(xué)習(xí)小組做“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車的質(zhì)量用M表示，鉤碼的質(zhì)量用m表示．要順利完成該實(shí)驗(yàn)，則：
（1）還需要的測(cè)量工具有AC（填選項(xiàng)的字母代號(hào)）
A、刻度尺   B、彈簧秤   C、天平   D、秒表
（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是BC（填選項(xiàng)的字母代號(hào)）
A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將鉤碼用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上
B、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪讓拉動(dòng)小車的細(xì)線與板面平行
C、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電火花計(jì)時(shí)器電源，再放開(kāi)小車
D、實(shí)驗(yàn)中為減小誤差應(yīng)讓小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鉤碼的總重量
（3）在保持小車所受合外力一定的情況下，對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的一系列紙帶進(jìn)行處理，測(cè)得小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)如表：（鉤碼質(zhì)量m=30g）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
a（m•s-2）	1.51	1.23	1.00	0.86	0.75	0.67
M （kg）	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
1/M（kg-1）	5.00	4.00	3.33	2.86	2.50	2.22

為了尋求a 與M間的定量關(guān)系，請(qǐng)利用表中數(shù)據(jù)在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，選取合適的橫坐標(biāo)及標(biāo)度作出圖象．
（4）根據(jù)上述圖象得到的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差范圍內(nèi)，物體得受力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²和牛頓第二定律F=ma可知需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平；
（2）探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無(wú)動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過(guò)程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)小車；
（3）如果作出a-M圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a-$\frac{1}{M}$的圖象；
（4）根據(jù)圖象得出結(jié)論．

解答 解：（1）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，故要用到刻度尺．
根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車的質(zhì)量，故要利用天平測(cè)物體的質(zhì)量．
故需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平．
故選：AC
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪讓拉動(dòng)小車的細(xì)線與板面平行，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電火花計(jì)時(shí)器電源，再放開(kāi)小車，故C正確；
D、當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)我們才可以認(rèn)為小車的合力等于重物的重力，故D錯(cuò)誤．
故選：BC
（3）由圖表可知物體的加速度與物體的質(zhì)量可能成反比，而如果作出a-M圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a-$\frac{1}{M}$的圖象，只要a-$\frac{1}{M}$的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關(guān)系．作圖時(shí)要先描點(diǎn)，再連線，連線時(shí)要讓圖線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，且讓盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，其它點(diǎn)盡可能均勻分布在直線的兩側(cè)．圖象如下圖所示．

（4）根據(jù)圖象可知，在誤差范圍內(nèi)，物體得受力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）AC；（2）BC；（3）如圖所示；（4）在誤差范圍內(nèi)，物體得受力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比．

點(diǎn)評(píng) 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵，明確用圖想法處理數(shù)據(jù)時(shí)，要作直線，直線較為形象直觀．