Question

19．某同學(xué)用圖1所示裝置探究小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度與外力的關(guān)系：

（1）在實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力，在平衡摩擦力時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A
A．不要掛鉤碼，將長(zhǎng)木板的右端墊高至合適位置
B．若小車(chē)能從墊斜的木板上靜止開(kāi)始下滑，則表明摩擦力與重力的分力平衡
C．若改變小車(chē)的質(zhì)量，則需要重新平衡摩擦力
（2）圖2為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶中的一部分，接在50Hz低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一系列點(diǎn)，圖中所標(biāo)的是相隔4個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)C沒(méi)有畫(huà)出，則該物體運(yùn)動(dòng)的加速度為0.737 m/s²．BC間的距離約為4.36cm．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量一定時(shí)，一些同學(xué)做出了下列加速度a與外力F的關(guān)系圖象，請(qǐng)分別說(shuō)出得到圖象A、B、C的原因：

得到A的原因平衡木板摩擦力時(shí)木板角度太大；   得到B的原因未平衡摩擦力或角度太小；    C的原因由于F太大即m太大造成的系統(tǒng)誤差．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時(shí)將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端略微墊高，輕推小車(chē)使得小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
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以及BC間的距離．
圖象說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，物體的加速度為0，說(shuō)明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力大小等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，否則圖象將會(huì)發(fā)生彎曲．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，不掛鉤碼，將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高，輕推小車(chē)，小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知重力的分力與摩擦力平衡，故A正確，B錯(cuò)誤．
C、改變小車(chē)的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力．故C錯(cuò)誤．
故選：A．
（2）根據(jù)${x}_{DE}-{x}_{AB}=3a{T}^{2}$得加速度為：a=$\frac{（5.83-3.62）×1{0}^{-2}}{3×0.01}m/{s}^{2}$=0.737m/．s²．
${x}_{BC}-{x}_{AB}=a{T}^{2}$，則${x}_{BC}={x}_{AB}+a{T}^{2}=0.0362+0.737×0.01$m≈4.36cm．
（3）在圖線A中，當(dāng)F等于零，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力時(shí)木板角度太大；在圖線B中，當(dāng)F不等于零時(shí)，加速度a仍然等于零，可知未平衡摩擦力或角度太��；在圖線C中，圖線出現(xiàn)彎曲的原因是不能滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，即m太大造成的系統(tǒng)誤差．
故答案為：（1）A；（2）0.737，4.36；（3）平衡木板摩擦力時(shí)木板角度太大，未平衡摩擦力或角度太小，由于F太大即m太大造成的系統(tǒng)誤差

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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．