Question

6．某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

（1）下列做法正確的是AD（填字母代號）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在木塊上
C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
E．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零
（2）實驗時，某同學得到一條紙帶，如圖2所示，每5個計時點取一個計數(shù)點，記為圖中0、1、2、3、4、5、6點．測得相鄰兩個計數(shù)點間的距離分別為s₁=0.96cm，s₂=2.88cm，s₃=4.80cm，s₄=6.72cm，s₅=8.64cm，s₆=10.56cm，打點計時器的電源頻率為50Hz．計算此紙帶的加速度大小a=1.9m/s²，打計數(shù)點“4”時紙帶的速度大小v₄=0.77m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（3）在驗證質(zhì)量一定時，加速度a和合外力F的關(guān)系時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖3所示的a-F圖象，圖象不過原點其原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及注意事項確定實驗步驟的正誤；
（2）根據(jù)在勻變速直線時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度大小；利用逐差法可以求出紙帶的加速度大小；
（3）圖3圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在木塊上，故B錯誤；  
C、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器，故C錯誤； 
D、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：AD；
（2）每5個計時點取一個計數(shù)點，則時間間隔T=0.02s×5=0.1s
此紙帶的加速度大小a=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{（3T）^{2}}$=$\frac{（6.72+8.64+10.56）×1{0}^{-2}-（0.96+2.88+4.80）×1{0}^{-2}}{（3×0.1）^{2}}$m/s²=1.9m/s²；
打計數(shù)點“4”時紙帶的速度大小v₄=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}=\frac{（6.72+8.64）×1{0}^{-2}}{2×0.1}m/s$≈0.77m/s；
（3）圖3圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．
故答案為：（1）AD；  （2）1.9；  0.77；    （3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 解答本題的關(guān)鍵是掌握實驗原理、實驗儀器使用、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項．對于實驗中要注意的事項，要知其原因．另外注意紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，計算時注意單位的統(tǒng)一．