Question

1．實(shí)驗(yàn)：用如圖1所示的裝置探究加速度a與力F的關(guān)系，帶滑輪的長木板水平放置，彈簧測力計(jì)固定在墻上．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是A（填選項(xiàng)前的字母）．
A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F．
B．改變小車的質(zhì)量，打出幾條紙帶
C．用天平測出沙和沙桶的總質(zhì)量
D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）若要把小車所受拉力視為小車所受的合力，在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作之前，首先應(yīng)該完成的實(shí)驗(yàn)步驟是平衡摩擦力．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了如圖2所示的a-F圖象，測得斜率為k，則小車的質(zhì)量為$\frac{2}{k}$．
（4）若某次實(shí)驗(yàn)，求得小車的加速度為a，則此時(shí)沙和沙桶的加速度為2a．
（5）若彈簧秤的讀數(shù)為F，則F小于mg（m為沙和桶的總質(zhì)量）（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)探究加速度與力F的關(guān)系，采用控制變量法，即控制小車的質(zhì)量不變，注意彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不是小車的合力，為小車合力的一半．
（2）若要把小車所受拉力視為小車所受的合力，實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行平衡摩擦力．
（3）根據(jù)圖線的斜率，結(jié)合小車合力與彈簧測力計(jì)讀數(shù)的關(guān)系得出斜率表示的含義．
（4）根據(jù)牛頓第二定律得出彈簧秤讀數(shù)與沙和桶重力的關(guān)系．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，故A正確；
B、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，不需要改吧小車的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C、本題拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故C、D錯(cuò)誤．
故選：A．
（2）若要把小車所受拉力視為小車所受的合力，在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作之前，首先應(yīng)該完成的實(shí)驗(yàn)步驟是平衡摩擦力．
（3）對(duì)a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，
此題，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=$\frac{1}{2}{F}_{合}$，故小車質(zhì)量為$m=\frac{2}{k}$．
（4）由于沙桶的加速度方向向下，有：mg-F=ma，則F小于mg．
故答案為：（1）A，（2）平衡摩擦力．
（3）$\frac{2}{k}$，（4）2a，（5）小于

點(diǎn)評(píng) 本題考察的比較綜合，需要學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)掌握的非常熟，理解的比較深刻才不會(huì)出錯(cuò)，知道a-F圖的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，難度適中．