Question

6．為了探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實驗裝置．請回答下列問題：
（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C；
A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．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動
D．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加速運動

（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時，使得長木板傾角偏大，圖2中能正確反映他所得到的a-F關(guān)系圖線是C；（圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）
（3）消除小車與木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為m＜＜M；
（4）打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz．圖3是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，依次選取計數(shù)點A、B、C、D、E，每兩點之間還有4個計時點沒有標(biāo)出．根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為0.60m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
（2）該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測量很重要．
（3）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的兩個推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．
（4）由勻變速直線運動的推論△x=at²可以求出加速度．

解答 解：（1）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動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．故選：C．
（2）把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，這樣在沒有繩子的拉力作用下，小車就會產(chǎn)生加速度．故選：C．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得，對m：mg-F_拉=ma，對M：F_拉=Ma，解得：F_拉=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)鉤碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力．
（4）每兩相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標(biāo)出，計數(shù)點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由△x=at²可知，加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0303-0.0121}{3×0．{1}^{2}}$≈0.60m/s²．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）m＜＜M；（4）0.60．

點評 本題考查了實驗注意事項、考查了實驗數(shù)據(jù)處理，掌握實驗原理是解題的前提；實驗前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時如果把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力增大．