Question

19．小明同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究“物體質(zhì)量一定時，其加速度與所受合外力的關(guān)系”．

（1）圖2是實驗中打出的一條紙帶的一部分（單位：cm），紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的6個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出．打點計時器接在頻率為50Hz的交變電源上．打點計時器打“3”點時，小車的速度為0.23m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）小明同學(xué)把某條紙帶上的各點速度都算了出來，標(biāo)在了v-t坐標(biāo)系中，并做出小車運動的v-t圖線，如圖3甲所示．利用圖線求出小車此次運動的加速度a=9.8m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）小明同學(xué)最終所得小車運動的a-F圖線如圖3乙所示，從圖中我們可以看出圖線是一條過原點的直線．根據(jù)該圖線可以確定下列判斷中正確的是AD．
A．本實驗中小車的質(zhì)量一定時，其加速度與所受合外力成正比
B．小車的加速度可能大于重力加速度g
C．可以確定小車的質(zhì)量約為2kg
D．實驗中配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出小車的速度．
根據(jù)圖線的斜率求出小車的加速度．
由原理F=Ma結(jié)合圖象可分析：F與a的關(guān)系，斜率的意義．

解答 解：（1）中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度：${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.0642-0.0175}{0.2}m/s=0.23m/s$．
（2）在勻變速直線運動中，v=v₀+at，故v-t圖象應(yīng)為線性關(guān)系，畫圖時讓盡量多的點落在直線上即可，圖象如圖所示．
圖象的斜率表示加速度，則a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.6-0.21}{0.4}m/{s}^{2}=9.8m/{s}^{2}$．
（3）A、由圖線可得：a與F成正比，故A正確．
B：小車的加速度：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以加速度不可能大于g，故B錯誤．
C：圖線的斜率k=$\frac{1}{M}$=$\frac{0.2}{0.1}=2$，所以：M=0.5kg，故C錯誤．
D：因為圖線是過原點的直線，故滿足配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，故D正確．
故選：AD．
故答案為：（1）0.23m/s    （2）0.98m/s²    （3）AD

點評 對該實驗要明確實驗原理，在此基礎(chǔ)上對器材的選擇，誤差分析，注意事項等問題進(jìn)行分析會起到事半功倍的效果．