Question

6．某研究性學習小組分別用知圖甲所示的裝置并進行以下實驗：
（1）“探究加速度與合外力關系”裝置中，小車質(zhì)量為M，彈簧測力計示數(shù)為F，使長木板傾斜平衡摩擦，改變沙桶和沙子總質(zhì)量m，改變彈簧測力計示數(shù)F，用紙帶側出小車加速度為a，得到多組a，F(xiàn)值，滑輪為理想滑輪．
（i）為減小實驗誤差，下列做法正確的是BCD
A．要滿足m＜＜M
B．平衡小車摩擦時，小車應取下細線
C．平衡小車摩擦時，應使小車帶動紙帶均勻打點
D．以F值作為小車所受合外力
（ii）當m較大時，a-F圖線C
A．逐漸偏向橫軸；B．逐漸偏向縱軸；C．仍保持原方向不變
（2）圖乙為上述實驗中打的一條紙帶，則打點D時速度為0.8195m/s，小車的加速度為0.88m/s
（3）上述實驗裝置能否用來驗證動能定理能（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 本實驗用彈簧秤直接測量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M，本實驗需要平衡摩擦力．
利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求D的速度大小，利用逐差法根據(jù)△x=aT²可求物體的加速度．

解答 解：（1）（i）A、本實驗用彈簧秤直接測量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M，故A錯誤；
B、平衡小車摩擦時，小車應取下細線，讓小車拖著紙帶做勻速直線運動，此時小車帶動紙帶均勻打點，故BC正確；
D、繩子的拉力等于彈簧秤示數(shù)，則可以以F值作為小車所受合外力，故D正確．
故選：BCD
（ii）本實驗，小車受到的合外力不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以m的大小比影響圖象，即當m較大時，a-F圖線仍保持原方向不變，故C正確．
故選：C
（2）每打5個點取一個計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點的時間間隔是0.1s，
根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速得D點的速度為：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0775+0.0864}{0.2}=0.8195m/s$，
根據(jù)作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0775+0.0864-0.0687-0.06}{0.04}=0.88$m/s²，
（3）上述實驗裝置可以驗證動能定理，根據(jù)繩子拉力做的功與小車動能變化量的關系驗證動能定理即可．
故答案為：（1）BCD，C；（2）0.8195，0.88；（3）能

點評 解決本題的關鍵掌握平衡摩擦力的方法，紙帶的處理．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，特別注意本實驗用彈簧秤直接測量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M．