Question

11．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打上的點(diǎn)計(jì)算出：
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是C （單選）
A．假設(shè)法         B．理想實(shí)驗(yàn)法    C．控制變量法     D．等效替代法
（2）當(dāng)m與M的大小關(guān)系滿足m＜＜M時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
（3）一組同學(xué)在先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定，探究做加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正確的是：BC（多選）
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差
D．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出．
（4）如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)小點(diǎn)未畫(huà)出． 由圖中的數(shù)據(jù)可知，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為v_B=0.16m/s．小車(chē)加速度的大小為a=0.81m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用控制變量法．
（2）當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．
（3）平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤(pán)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車(chē)的加速度應(yīng)由紙帶求出．
（4）物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論求出瞬時(shí)速度；由△x=at²可以求出物體的加速度．

解答 解：（1）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用控制變量法，故選C．
（2）當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量M時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．
（3）A、平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上，故A錯(cuò)誤；
B、在實(shí)驗(yàn)前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差，故C正確；
D、小車(chē)的加速度應(yīng)該根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出，
加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D錯(cuò)誤；故選BC．
（4）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，
打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.0119+0.0200}{2×0.1}$≈0.16m/s；
由由△x=at²可知，物體的加速度：a=$\frac{{x}_{DE}-{x}_{AB}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0361-0.0119}{3×0．{1}^{2}}$≈0.81m/s²．
故答案為：（1）C；（2）m＜＜M；（3）BC；（4）0.16；0.81．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題，難度不大，是一道基礎(chǔ)題；解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，以及知道實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項(xiàng)．