Question

5．（1）利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)．以下說法正確的是BD．
A．利用此裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時，必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B．利用此裝置探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度
C．利用此裝置探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的a-m關(guān)系圖象不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比
D．利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)將木板帶打點(diǎn)計(jì)時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補(bǔ)償小車運(yùn)動中所受阻力的影響
（2）小華在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時，因?yàn)椴粩嘣黾铀鶔煦^碼的個數(shù)，導(dǎo)致鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量，則小車加速度a的值隨鉤碼個數(shù)的增加將趨近于g的值．

Answer 1

分析 （1）利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動時不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，需要平衡摩擦力；
（2）在探究“小車的加速度a與力F的關(guān)系”時，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達(dá)式，不難得出當(dāng)鈞碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量時，加速度a近似等于g的結(jié)論．

解答 解：（1）A、此裝置可以用來研究勻變速直線運(yùn)動，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤．
B、利用此裝置探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，因斜面傾斜是為了平衡摩擦力； 故通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度；故B正確；
C、利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的a-m關(guān)系圖象不是直線，不能確定a與m成反比，應(yīng)該作a-$\frac{1}{m}$圖線，看是否成正比，若成正比，說明a與M成反比．故C錯誤；
D、探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，需要平衡摩擦力，方法是將木板帶打點(diǎn)計(jì)時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故D正確；
故選：BD；
（2）設(shè)小車質(zhì)量為m，鉤碼質(zhì)量為M，則對鉤碼有：Mg-F=Ma…①
對小車有：F-μmg=ma…②
聯(lián)立①②解得：a=$\frac{M-μm}{m+M}$g
將上式變形為：a=$\frac{1-\frac{μm}{M}}{1+\frac{μm}{M}}$g，可見當(dāng)M＞＞m時，加速度a趨近于g．
故答案為：（1）BD；（2）g．

點(diǎn)評 本題考查幾個相關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)的分析； 要解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(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)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實(shí)驗(yàn)問題．