Question

17．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，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）在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖乙所示，已知實(shí)驗(yàn)中使用的電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz，紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，現(xiàn)已測(cè)出x₁=2.92cm、x₂=3.31cm、x₃=3.70cm、x₄=4.08cm、x₅=4.47cm、x₆=4.85cm，則小車加速度的為a=0.386（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；實(shí)驗(yàn)中使用的電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源（填“直流”或“交流”）．
（3）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，可用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時(shí)鉤碼m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為m＜＜M．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，了解平衡摩擦力的方法；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小，明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用交流電源；
（3）根據(jù)牛頓第二定律，求出小車實(shí)際的拉力大小，然后和mg進(jìn)行比較，可以得出結(jié)論；

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(yùn)動(dòng)，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力大小等于繩子的拉力，故ABD錯(cuò)誤，C正確．
故選：C．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，有：
x₆-x₃=3a₁T²…①
x₅-x₂=3a₂T²…②
x₄-x₁=3a₃T²…③
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$…④
聯(lián)立①②③④解得：a=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$=$\frac{4.85+4.47+4.08-3.70-3.31-2.92}{0.09}$=38.6cm/s²=0.386m/s²．
實(shí)驗(yàn)中使用的電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，
（3）以整體為研究對(duì)象有：mg=（m+M）a
解得：a=$\frac{mg}{m+M}$，
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力為：F=Ma=$\frac{M}{M+m}mg$=$\frac{1}{1+\frac{m}{M}}$mg
顯然要有F=mg必有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
故答案為：（1）C；（2）0.386；交流；（3）m＜＜M．

點(diǎn)評(píng) （1）解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，會(huì)運(yùn)用逐差法求解加速度；
（2）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．只要掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類題目，就能舉一反三，所以要注意基本原理的學(xué)習(xí)