Question

20．利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，某實(shí)驗(yàn)小組做了“探究加速度與合外力的關(guān)系”及“探究動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系”兩組實(shí)驗(yàn)．

在“探究加速度與合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車質(zhì)量為M、彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F，改變沙桶和沙子總質(zhì)量m，用紙帶測(cè)出小車加速度為a，得到多組a、F值．
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是AC（填序號(hào)）
A．首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力
B．沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C．滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕
D．每次改變拉小車?yán)�力后都需要重新平衡摩擦�?br />E．先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開關(guān)
（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)．每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測(cè)得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AD=18.0cm、AE=32.0cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，則C點(diǎn)的速度為0.8m/s，小車的加速度為4m/s²．
（3）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)中一條比較理想的紙帶，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為0點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)量這5個(gè)點(diǎn)到0點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出它們與0點(diǎn)之間的速度平方差△v²（△v²=v²-v₀²）．如表：

點(diǎn)跡	s/cm	△v2/m2•s-2
0	/	/
1	1.60	0.04
2	3.60	0.09
3	6.00	0.15
4	7.00	0.18
5	9.20	0.23

由表中數(shù)據(jù)作出如圖8所示的圖象，由圖象可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論為物體動(dòng)能變化量正比于合外力做的功．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，平衡摩擦力后再實(shí)驗(yàn)過程中不需要再次平衡摩擦力，分析圖示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．
（2）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論求出瞬時(shí)速度與加速度．
（3）應(yīng)用動(dòng)能定理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：（1）A、首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力，故A正確；
B、小車受到的拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要滿足沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C、為減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕，故C正確；
D、平衡摩擦力后每次改變拉小車?yán)�力后不需要重新平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤；
E、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，然后釋放小車，故E錯(cuò)誤；
故選：AC；
（2）每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間 間隔為：：t=0.02×5=0.1s，
C點(diǎn)的速度為：v=$\frac{BD}{2t}$=$\frac{0.180-0.020}{2×0.1}$=0.8m/s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²可知，小車的加速度為：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.320-0.180-0.020}{3×0．{1}^{2}}$=4m/s²．
（3）由動(dòng)能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$m（v²-v₀²）=$\frac{1}{2}$m△v²，
由圖示圖象可知，圖象為過原點(diǎn)的直線，由此可知：物體動(dòng)能變化量正比于合外力做的功；
故答案為：（1）AC；（2）0.8，4；（3）物體動(dòng)能變化量正比于合外力做的功．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握，知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握．