Question

2．某小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．實(shí)驗(yàn)中，他們平衡了摩擦力，用天平測(cè)出小車(chē)的總質(zhì)量，用細(xì)線所掛鉤碼的總重代替小車(chē)所受的牽引力大小F．
（1）他們還在實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)線與木板平行．這樣做的目的是D．
A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B．使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰
C．保證小車(chē)最終能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．使細(xì)線拉力等于小車(chē)受到的合力
（2）實(shí)驗(yàn)得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打的點(diǎn)未畫(huà)出，AB、CD間的距離分別為x₁、x₂，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$．
（3）如表錄了小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，牽引力大小F與對(duì)應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D丙的坐標(biāo)中描點(diǎn)作出a-F圖線．

鉤碼個(gè)數(shù)	1	2	3	4	5
F（N）	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
a（m•s-2）	0.92	1.68	2.32	2.88	3.32

（4）實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的a-F圖線與理論計(jì)算的圖線（圖中已畫(huà)出）有明顯偏差，其原因主要是不滿足小車(chē)及所加鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于所掛鉤碼質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材，牽引小車(chē)的細(xì)繩與木板平行．這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使用細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象；
（4）根據(jù)圖象分析原因．

解答 解：（1）使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行．這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使用細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力．
故選：D．
（2）因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t=5T，
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)即△x=at²，則有：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{2t}^{2}}$=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$
（3）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：
（4）探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，小車(chē)受到的拉力明顯小于鉤碼重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，a-F圖象不再是直線，而發(fā)生彎曲，變成曲線．
故答案為：（1）D；（2）$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$；（3）如圖所示；（4）不滿足小車(chē)及所加鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于所掛鉤碼質(zhì)量

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)題，要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車(chē)受到的摩擦力，應(yīng)控制砂桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量．