Question

8．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
（1）以下實(shí)驗(yàn)操作，正確的是BC．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將空砝碼盤用細(xì)線跨過定滑輪系在小車上，讓細(xì)線與長木板平行
B．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先釋放小車，再接通電源
（2）為了探究小車（包括里面所裝鉤碼）總質(zhì)量M一定時(shí)，加速度a與合力F的定量關(guān)系，需要在砝碼盤里面添加砝碼來改變小車所受到的合力．砝碼質(zhì)量m和小車總質(zhì)量M分別選取下列四組值：
A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、70g、100g、125g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g
若其它操作都正確，那么應(yīng)該選用B組值（選填字母代號）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)誤差較�。�
（3）如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條已打點(diǎn)的紙帶，紙帶上的A、B、C、D、E、F、G均為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離已標(biāo)注在圖上，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=0.91m/s²，打C點(diǎn)時(shí)的速度大小v_C=0.40m/s．（以上結(jié)果都保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．本實(shí)驗(yàn)的變量比較多，有加速度、力、質(zhì)量等，因此為了探究它們之間關(guān)系，采用了控制變量法；操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小車質(zhì)量M要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂及砂桶的質(zhì)量m，根據(jù)這個(gè)要求做出選擇即可．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤；
B、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．故B正確；
C、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，所以應(yīng)該先接通電源，再放開小車．故D錯(cuò)誤．
故選：BC．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小車質(zhì)量M要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂及砂桶的質(zhì)量m，只有B中M與m相差最大，
故選：B
（3）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
設(shè)A到B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(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個(gè)加速度取平均值，得：
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度為：
a=$\frac{0.072+0.0628+0.0537-0.0446-0.0357-0.0267}{0.09}$m/s²=0.91m/s²
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.0357+0.0446}{0.2}$=0.40m/s
故答案為：（1）BC；（2）B；（3）0.91；0.40

點(diǎn)評 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵．對于力學(xué)中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一定要到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)親自做一些，才能體會實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)器材等基礎(chǔ)知識，若不做實(shí)驗(yàn)而是通過背實(shí)驗(yàn)的方式學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)往往效果不好．