Question

5．用如圖1所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車(chē)受到的合力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車(chē)后端拖動(dòng)的紙帶測(cè)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度．

①實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是平衡摩擦力．
②圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離，如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a=1.0 m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測(cè)量小車(chē)在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F關(guān)系圖線(xiàn)，如圖3所示．此圖線(xiàn)的AB段明顯偏離直線(xiàn)，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是C．（選填下列選項(xiàng)的序號(hào)）
A．小車(chē)與平面軌道之間存在摩擦
B．平面軌道傾斜角度過(guò)大
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過(guò)大
D．所用小車(chē)的質(zhì)量過(guò)大．

Answer 1

分析 （1）為了使繩子的拉力等于小車(chē)的合力，需平衡摩擦力；
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差，運(yùn)用逐差法求出加速度的大��；
（3）為使繩子拉力近似等于砝碼和砝碼盤(pán)的重力，應(yīng)滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是平衡摩擦力．
（2）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得：a=$\frac{{x}_{CD}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.216-0.0879-0.0879}{0.04}$=1.0m/s²．
（3）隨著力F的增大，即砝碼和小盤(pán)總質(zhì)量的增大，不再滿(mǎn)足砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，因此曲線(xiàn)上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，故ABD錯(cuò)誤，C正確；
故選：C．
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）1.0；（3）C

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去理解．對(duì)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵明確平衡摩擦力的原因和要求滿(mǎn)足砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的理由