Question

3．在做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓重物通過輕繩拖動(dòng)小車在長木板輸尿管做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
（1）實(shí)驗(yàn)室需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，這樣做是為了消除木板對(duì)小車的摩擦力的影響，使小車所受合外力F等于繩對(duì)小車的拉力．
（2）劉華同學(xué)是這樣操作的：按如圖1所示將實(shí)驗(yàn)裝置全部鏈接好，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后輕推小車，發(fā)現(xiàn)小車能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后不斷增加對(duì)小車的拉力F，他得到的M（小車質(zhì)量）保持不變的情況下的a-F圖線是如圖3所示的C（將選項(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上）．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電周期為T=0.02s，圖2是張路同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每兩點(diǎn)之間還有3個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，寫出用s₁、s₂、s₃、s₄以及T來表示小車加速度的計(jì)算式：a=$\frac{{{{s}_{3}+s}_{4}-s}_{1}{-s}_{2}}{6{4T}^{2}}$（用題目所給的符號(hào)表示）．根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)，小車速度V_B=0.19m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知該實(shí)驗(yàn)需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮Γ?br />（2）正確的a-F圖象應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，由于平衡摩擦力過度，因此圖象在縱軸上有截距，
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，利用逐差法可以求出其加速度的大�。�

解答 解：（1）為了消除小車所受摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，在該實(shí)驗(yàn)中需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋?br />（2）如果這位同學(xué)先的操作，導(dǎo)致平衡摩擦力過度，因此當(dāng)小車上還沒有掛砂和砂桶時(shí)，小車應(yīng)該就已經(jīng)有加速度了，故圖象ABD錯(cuò)誤，C正確．
故選：C．
（3）A、B、C、D、E每兩點(diǎn)之間還有3個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T′=4T=0.08s，
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，得：a=$\frac{{{{s}_{3}+s}_{4}-s}_{1}{-s}_{2}}{{4T′}^{2}}$=$\frac{{{{s}_{3}+s}_{4}-s}_{1}{-s}_{2}}{6{4T}^{2}}$，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v_B=$\frac{0.0121+0.0183}{2×0.08}$=0.19m/s
故答案為：（1）木板對(duì)小車的摩擦力；（2）$\frac{{{{s}_{3}+s}_{4}-s}_{1}{-s}_{2}}{6{4T}^{2}}$，0.19

點(diǎn)評(píng) 在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法，本實(shí)驗(yàn)只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量的雙重條件下，才能用鉤碼重力代替小車所受的合力，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，加強(qiáng)解決實(shí)驗(yàn)問題的能力．