Question

14．某興趣小組設計出如圖甲所示的實驗裝置探究小車的加速度跟合外力的關系，圖中與小車左端相連的是測力傳感器，小車放置在表面各處粗糙程度相同的水平長木板上，按甲圖裝配好實驗器材，先測出小車運動時所受摩擦阻力，逐漸向沙桶中添加細沙粒，當觀察到小車剛開始運動時，記下傳感器的最大示數(shù)為F₀，可認為摩擦阻力為F₀．

（1）將小車放回初位置并用手按住，繼續(xù)向沙桶中添加一定量的沙粒，記下傳感器的示數(shù)F₁，接通頻率外為50Hz的交流電源，使打點計時器工作，然后釋放小車，打出一條紙帶，再繼續(xù)在桶中添加沙粒，多次重復實驗，打出多條紙帶，圖乙為某次實驗打出的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個計時點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6六個計數(shù)點，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離（單位：cm），分別標注在相應計數(shù)點的下方，則小車的加速度a=0.756m/s²，（結果保留三位有效數(shù)字）
（2）算出各次小車的加速度和合力F（F=F₁-F₀），獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關系圖象，紙帶與打點計時器間的摩擦可忽略，圖丙中可能正確的是AD．

（3）寫出一條提高實驗結果準確程度有益的建議：控制桶和砂的總質量應遠小于小車和傳感器的總質量．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�
根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關系式，結合關系式得出正確的圖線．

解答 解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
設第一個計數(shù)點到第二個計數(shù)點之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：$a=\frac{{x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}=0.756m/{s}^{2}$
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復實驗，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F₁-F₀）的關系圖象．由于已經平衡摩擦力，所以圖象應該過原點．故AD正確．
故選：AD
（3）提高實驗結果準確程度有益的建議：控制桶和砂的總質量應遠小于小車和傳感器的總質量．
故答案為：（1）0.756；（2）AD；（3）控制桶和砂的總質量應遠小于小車和傳感器的總質量．

點評 本題借助實驗考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應用，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力．解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．