Question

8．某同學欲用圖甲所示裝置探究“加速度與質量的關系”．實驗中砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M．且實驗過程中始終保持M＜20m．

①實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板上滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是B
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
C．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．
②圖乙是實驗中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為50Hz．該同學計劃利用v-t圖象計算小車的加速度．首先用刻度尺進行相關長度的測量，其中CE的測量情況如圖丙所示，由圖可知CE長為10.60cm，依據(jù)此數(shù)據(jù)計算打點計時器打下D點時小車的速度為0.53m/s．圖丁中已標注出了打點計時器打下A、B、C、E、F五個點時小車的速度．
③請將打下D點時小車的速度標注在v-t圖上．并描繪出小車的v-t圖象．
④由圖丁中描繪的圖線可得出小車的加速度為0.42m/s²（計算結果保留兩位有效數(shù)字）
⑤該同學保持砂和砂桶的總質量m不變，通過在小車上增加砝碼改變小車的質量M，得到多組實驗數(shù)據(jù)．為了探究加速度與質量的關系，該同學利用所測數(shù)據(jù)，做出了$\frac{1}{a}$與M的圖象，下列給出的四組圖象中正確的是：B

Answer 1

分析 ①車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應平衡摩擦力；
②刻度尺要估讀到下一位，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度；
③圖象上描出D點，連線即可；
④直線的斜率代表加速度；
⑤根據(jù)牛頓第二定律即可判斷出$\frac{1}{a}$與M關系式．

解答 解：①小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，可以將長木板的一段墊高，撤去砂和砂桶，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，故B正確
②刻度尺上的示數(shù)為x=10.60cm，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度，故v=$\frac{x}{2T}$=$\frac{10.60×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.53m/s
③圖象上描出D點，
讓直線穿過盡量多的帶你，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，如下圖所示：

④直線的斜率即為加速度，故加速度為a=0.42m/s²
⑤根據(jù)牛頓第二定律可得mg=（M+m）a
則有，$\frac{1}{a}$=$\frac{1}{g}$+$\frac{1}{mg}M$，故B正確，ACD錯誤；
故答案為：①B； ②10.60（10.58～10.62 ）；  0.53；
③如上圖所示．
④0.42； 
⑤B．

點評 只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．