Question

5．一小組的同學(xué)用甲圖所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系”實驗．

①下列說法正確的有D．
A．平衡摩擦力時，用細線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運動
B．每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D．可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②乙圖為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分．從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出，用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖所示，已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=1.2m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，分別測量出小車的加速度a．以砝碼的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得如圖丙所示的a-F圖象，則圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是平衡摩擦力過度．．

Answer 1

分析 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．
根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可求小車的加速度．

解答 解：①A、平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故A錯誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯誤．
C、應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，故C錯誤
D、砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時，可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，故D正確
故選：D．
②由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：
$a=\frac{1}{2}（{a}_{1}+{a}_{2}）$
即小車運動的加速度計算表達式為：
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.229-0.0902-0.0902}{4×0．{1}^{2}}$=1.2m/s²，
③當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度，這是平衡摩擦力時木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過度引起的．
故答案為：①D；②1.2；③平衡摩擦力過度．

點評 對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當(dāng)清楚，注意數(shù)據(jù)處理時注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．