Question

19．如圖1，某實(shí)驗(yàn)小組利用長木板、實(shí)驗(yàn)小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及鉤碼等實(shí)驗(yàn)裝置來探究質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與細(xì)繩拉力之間的關(guān)系．

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是C
A．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）小車的質(zhì)量；每次改變小車質(zhì)量（或鉤碼質(zhì)量）時(shí)，不需要（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到圖2的a-F圖象，可能是圖中的圖線丙．（選填“甲”、“乙”、“丙”）
（4）如圖3所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．由此可求得小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)的速度大小為0.31 m/s，小車的加速度大小0.49m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力的方法是將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；
（2）根據(jù)牛頓第二定律，運(yùn)用整體法和隔離法求出拉力的表達(dá)式，確定用鉤碼總重力代替小車所受的拉力時(shí)，M和m的關(guān)系．
（3）如果沒有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．
（4）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出加速度．

解答 解：（1）平衡摩擦力的方法是將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．
故選：C．
（2）對整體分析，加速度a=$\frac{mg}{m+M}$，隔離對小車分析，根據(jù)牛頓第二定律得，細(xì)線的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{m+M}$，可知鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量M時(shí)，可以用鉤碼總重力代替小車所受的拉力．每次改變小車質(zhì)量（或鉤碼質(zhì)量）時(shí)不需要重新平衡摩擦力．
（3）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙．
（4）每兩測量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，說明時(shí)間間隔T=0.1s
根據(jù)平均速度等于中時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則有${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.0289+0.0338}{0.2}$=0.31m/s，
在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=0.49cm=0.0049m，根據(jù)△x=aT²得，小車的加速度a=$\frac{0.0049}{0.01}$=0.49m/s²．
故答案為：（1）C，（2）遠(yuǎn)小于，不需要；（3）丙，（4）0.31；0.49

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法以及知道圖線不過原點(diǎn)的原因，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解速度和加速度．