Question

14．某同學(xué)用圖1所示實驗裝置驗證質(zhì)量一定時系統(tǒng)的加速度與合外力的關(guān)系，小車內(nèi)盛有沙子，沙桶和沙桶內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為m，小車及車內(nèi)沙子的總質(zhì)量記為M，在實驗中保持m與M之和不變，將砂桶和砂桶內(nèi)沙子總重力視為系統(tǒng)所受合外力F，實驗后系統(tǒng)加速度a由紙帶計算得到；該同學(xué)從車子中取出一些沙子，放入砂桶中，改變F的大小，重復(fù)多次，測得多組（a，F(xiàn)）數(shù)據(jù)．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
a/（m/s2）	0.5	0.74	1.01	1.24	1.48	1.75
mg/（N）	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35

（1）為消除摩擦力的影響，實驗前平衡摩擦力的具體操作為：取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做勻速直線運動．
（2）實驗中下列做法正確的是BD（填字母代號）
A．若打點計時器為電磁式的應(yīng)接220V交流電源
B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與長木板保持平行
C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源
D．通過增減小車上的沙改小車變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度
（3）按正確操作得出上表，請通過表格中的數(shù)據(jù)在圖2的坐標(biāo)系中畫出a-F圖象，并利用圖象求出M+m=0.2kg．

Answer 1

分析 （1）驗證牛頓第二定律實驗前要平衡摩擦力，把木板一端墊高，使小車在木板上做勻速直線運動；
（2）掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項即可解答；
（3）作出a-F圖線應(yīng)該采用描點法擬合呈一條傾斜的直線，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象求出系統(tǒng)總質(zhì)量．

解答 解：（1）為消除摩擦力的影響，實驗前平衡摩擦力的具體操作為：取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車后，小車能沿木板做勻速直線運動運動；
（2）A、電磁式打點計時器應(yīng)接4-6V交流電源，故A錯誤；
B、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細繩與長木板保持平行，保證小車運動過程中受到的合力不變，故B正確；
C、實驗時，不能先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時要求開始小車要靠近打點計時器，故C錯誤；
D、通過增減小車上的沙改小車變質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，也就不需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度，故D正確；
故選：BD．
（3）②采用描點法作出a-F圖象，

在實驗中保持m與M之和不變，該同學(xué)從車子中取出一些沙子，放入沙桶中，將沙桶和沙桶內(nèi)沙子總重力視為系統(tǒng)所受合外力F，
根據(jù)牛頓第二定律得M+m=$\frac{△F}{△a}=\frac{0.35-0}{1.75-0}$=0.2kg
故答案為：（1）砂桶；勻速直線；（2）BD；（3）如圖所示；0.2．

點評 教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚，實驗的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意，難度適中．