Question

13．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)驗(yàn)證“加速度與力的關(guān)系”，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車的左端，小車放在長(zhǎng)木板上，小車的右側(cè)拴有一細(xì)線，細(xì)線跨過(guò)固定在木板末端邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運(yùn)動(dòng)．

（1）為使重物的重力做為小車所受合力的大小，以下說(shuō)法正確的是AD（填選項(xiàng)前的字母）
A．重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
B．重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
C．平衡摩擦力時(shí)，重物應(yīng)與小車相連但要取下紙帶
D．平衡摩擦力時(shí)，紙帶應(yīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車上但要取下重物
（2）圖乙是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)有四個(gè)點(diǎn)未畫出（兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s）．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）則：
①計(jì)時(shí)器打下第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v=0.273m/s；
②小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.390m/s²．
（3）平衡摩擦力后，保持小車總質(zhì)量一定，改變重物的質(zhì)量，測(cè)出數(shù)據(jù)，并算出相應(yīng)的加速度，用描點(diǎn)法將數(shù)據(jù)描在圖丙中，請(qǐng)?jiān)趫D丙中做出a-F圖象．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)數(shù)字測(cè)力計(jì)直接測(cè)量拉力的大小，不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，也不需要滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，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．
（3）根據(jù)所描的點(diǎn)作出a-F圖線．

解答 解：（1）A、只有重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于重物的重力．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：AD．
（2）計(jì)時(shí)器打下第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度為：v=$\frac{{x}_{35}}{2T}=\frac{0.0253+0.0292}{0.2}=0.273m/s$，
由紙帶可知，在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為：△x=0.39cm=0.0039m，
根據(jù)△x=aT²得加速度為：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.0039}{0.01}=0.390m/{s}^{2}$．
（3）根據(jù)所描的點(diǎn)作出a-F圖線，如圖所示
故答案為：（1）AD； （2）0.273；0.390； （3）如圖所示

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握紙帶的處理，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．