Question

17．根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)完成下面的題目．
（1）有關(guān)實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)處理，下列說法正確的是ACD．
A．應(yīng)使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，以減小實(shí)驗(yàn)誤差
B．可以用天平測(cè)出小桶和砂的總質(zhì)量m及小車和砝碼的總質(zhì)量M；根據(jù)公式a=$\frac{mg}{M}$，求出小車的加速度
C．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差
D．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用a-$\frac{1}{M}$ 圖象，是為了便于根據(jù)圖線直觀地作出判斷
（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的一端墊得過高，使得傾角偏大．他所得到的a-F關(guān)系可用圖甲中的哪個(gè)表示？C（圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）．

（3）某學(xué)生將實(shí)驗(yàn)裝置按如圖乙所示安裝好，準(zhǔn)備接通電源后開始做實(shí)驗(yàn)．他的裝置圖中，明顯的錯(cuò)誤是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用直流電源；小車與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的距離太長(zhǎng)；木板水平，沒有平衡摩擦力（寫出兩條）．
（4）圖丙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：x_AB=4.22cm、x_BC=4.65cm、x_CD=5.08cm、x_DE=5.49cm，x_EF=5.91cm，x_FG=6.34cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）在“驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)”中要注意平衡摩擦力；同時(shí)要注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)方法分析實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（2）在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)如果木板墊得過高，平衡摩擦力過度，小車受到的合力大于拉力，a-F圖象在a軸上有截距；如果沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車受到的合力小于拉力，a-F圖象在F軸上有截距．
（3）分析實(shí)驗(yàn)裝置的安裝情況，從而明確出現(xiàn)的明顯錯(cuò)誤；
（4）根據(jù)逐差法即可求得小車的加速度．

解答 解：（1）A為保證繩拉小車的力等于砂和小桶的總重力大小，應(yīng)使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確；
B、小車的加速度應(yīng)通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出，故B錯(cuò)誤；
C、采用描點(diǎn)法畫圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅可以減小誤差，還可以形象直觀地反映出物理量之間的關(guān)系，故C正確；
D、為了將圖象畫成我們熟悉的直線，更直觀反映兩個(gè)變量的關(guān)系．a(chǎn)與M成反比，故數(shù)據(jù)處理應(yīng)作a-M₁圖象，故D正確．
故選：ACD．
（2）在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的一側(cè)墊得過高，使得傾角偏大，小車重力沿木板向下的分力大于小車受到摩擦力，小車受到的合力大于砂桶的拉力，在砂桶對(duì)小車施加拉力前，小車已經(jīng)有加速度；在探究物體的加速度與力的關(guān)系時(shí)，作出的a-F圖線在a軸上有截距，故C正確．
故選：C．
（3）由實(shí)驗(yàn)原理圖可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的必須是交流電，圖中用的是直流電；小車釋放的位置應(yīng)該靠近計(jì)時(shí)器，以便測(cè)量更多的數(shù)據(jù)來減小誤差；同時(shí)木板水平，沒有平衡摩擦力．
（4）由逐差法可以求出a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（0.0634+0.0591+0.0549）-（0.0508+0.0464+0.0422）}{0.09}$=0.42m/s²．
故答案為 （1）ACD； （2）C；（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用直流電源；小車與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的距離太長(zhǎng)；木板水平，沒有平衡摩擦力；（4）0.42

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)以及利用圖象處理數(shù)據(jù)等基本知識(shí)，要注意動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的理解，同時(shí)注意掌握逐差法的正確應(yīng)用．