Question

18．用如圖甲所示裝置來“探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中小車及車上砝碼的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，并用鉤碼所受的重力作為小車受到的拉力，用紙帶測出小車運(yùn)動的加速度a．

（1）下列說法正確的是BD
A．每次改變小車質(zhì)量時應(yīng)重新平衡摩擦力
B．本實(shí)驗(yàn)中M應(yīng)遠(yuǎn)大于m
C．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車后接通電源
D．用圖象探究力一定時，物體加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$圖象
（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個點(diǎn)跡沒有標(biāo)出，測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離如圖乙所示．已知打點(diǎn)計(jì)時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動的加速度的測量值a=1.5m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）實(shí)驗(yàn)時保持小車質(zhì)量不變，改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖線如圖丙所示．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是C．
A．沒有平衡小車與軌道之間的摩擦      B．平面軌道傾斜角度過大
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過大              D．所用小車的質(zhì)量過大．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)時需要提前做的工作有兩個：①平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m．根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可求小車的加速度．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A錯誤；
B、讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m，因?yàn)椋簩?shí)際上繩子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故應(yīng)該是m＜＜M，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源后釋放小車，故C錯誤；
D、研究a與M的關(guān)系時，由于a與M成反比，通過曲線無法得出a與M的關(guān)系，所以應(yīng)用a-$\frac{1}{M}$圖象，故D正確．
故選：BD
（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，
根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可得
小車的加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{t}^{2}}=\frac{0.2458-0.0929-0.0929}{0.04}$=1.5m/s²．
（3）隨著力F的增大，即所掛鉤碼總質(zhì)量的增大，不再滿足所掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，故C正確、ABD錯誤．
故選：C．
故答案為：（1）BD；（2）1.5； （3）C

點(diǎn)評 教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．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，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．