Question

9．在探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗中，如圖1所示為實驗裝置簡圖．

（1）實驗前，要將帶有滑輪的木板另一端墊起，目的是平衡摩擦力，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于（填“遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于”或“等于”）小盤和重物的總質(zhì)量．
（2）某同學(xué)順利地完成了實驗，如圖2是他在實驗中得到的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰計數(shù)點，兩相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.10s，標(biāo)出的數(shù)據(jù)單位為cm，則打點計時器在打C點時小車的瞬時速度大小是0.10m/s，根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度大小為0.20m/s²．（保留二位有效數(shù)字）
（3）在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，下列說法中不正確的是B．
A．本實驗中探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，采用了控制變量法
B．在研究小車加速度與合外力的關(guān)系時，要不斷改變研究對象小車的質(zhì)量
C．平衡摩擦力的目的是為了讓小車受到的合外力可以用繩子拉力來替代
D．在用圖象處理數(shù)據(jù)尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)以加速度為縱坐標(biāo)，質(zhì)量的倒數(shù)為橫坐標(biāo)．

Answer 1

分析 （1）實驗中為了使繩子的拉力等于小車的合力，需平衡摩擦力，為了使繩子的拉力等于小盤和重物的重力，要滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和重物的質(zhì)量．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．
（3）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定不正確的選項．

解答 解：（1）實驗前，要將帶有滑輪的木板另一端墊起，目的是平衡摩擦力，為了減小系統(tǒng)誤差，使得小盤和重物的總重力等于繩子的拉力，應(yīng)使小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和重物的總質(zhì)量．
（2）C點的瞬時速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（2.76-0.72）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.10m/s，
根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得：$a=\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{（4.08-1.64-1.64）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=0.20m/s²．
（3）探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，采用的實驗方法是控制變量法，故A正確．
B、探究小車加速度與合力的關(guān)系時，要保持小車質(zhì)量不變，故B不正確．
C、平衡摩擦力的目的是讓繩子的拉力等于小車的合力，故C正確．
D、尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，要作出線性關(guān)系圖線，所以應(yīng)以加速度為縱坐標(biāo)，質(zhì)量的倒數(shù)為橫坐標(biāo)．故D正確．
本題選不正確的，故選：B．
故答案為：（1）平衡摩擦力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，（2）0.10，0.20，（3）B．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動推論的運用．