Question

19．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．如圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為鉤碼，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，還有220V交流電源沒(méi)有畫(huà)出．實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F等于鉤碼的重力．當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）除了以上儀器外，還需要下列器材中的BC
A．秒表  B．天平   C．毫米刻度尺   D．彈簧測(cè)力計(jì)
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上
（3）圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶（交流電的頻率為50Hz），由圖（b）中數(shù)據(jù)求出小車加速度大小為3.1m/s²，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小車速度大小為1.9m/s（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）保持小車質(zhì)量不變，改變鉤碼質(zhì)量，進(jìn)行多次測(cè)量．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線，如圖（c）所示，圖中直線沒(méi)有通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是平衡摩擦力過(guò)度．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理以及具體操作，知道需要測(cè)量數(shù)據(jù)即可正確解答；
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；
（3）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，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(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大��；
（4）細(xì)線拉力為零時(shí)已經(jīng)有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度．

解答 解：
（1）需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離大小，需要天平測(cè)量小車和鉤碼的質(zhì)量，故AD錯(cuò)誤．BC正確；
故選：BC．
（2）將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
故選：C．
（3）根據(jù)紙帶可知，兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.04s，
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，故：
${v}_{A}=\frac{{x}_{OB}}{2T}=\frac{0.0772+0.0721}{0.04}$=1.9m/s
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：
a=$\frac{BD-OB}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.0671+0.0625-0.0721-0.0772}{4×0.0{4}^{2}}$=-3.1m/s²，
則加速度大小為3.1m/s²，
（4）細(xì)線拉力為零時(shí)已經(jīng)有加速度，說(shuō)明不帶滑輪的一端墊得過(guò)高，即平衡摩擦力過(guò)度．
故答案為：（1）BC；（2）C；（3）3.1，1.9；（4）平衡摩擦力過(guò)度．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要 明確實(shí)驗(yàn)原理，理解重要步驟的操作，熟練應(yīng)用基本物理解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式求解，難度適中．