Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車載砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足__________時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤砝碼的重力．

（2）在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中錯(cuò)誤的是___________

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D．車子運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出M及m后直接用公式a=求出

（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定時(shí)，探究加速度與所受力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，某同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖乙所示，原因是_________________．

（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上每隔4個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如圖丙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50 Hz的交流電。根據(jù)紙帶回答下列問題：相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_______s，計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為______m/s，小車的加速度為________m/s2（以上結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 A 未平衡摩擦或者平衡不夠 0.10s 0.40m/s 0.80 m/s2

【解析】試題分析：要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度，再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力，通過比較繩對(duì)小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有時(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．探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車；圖中沒有拉力時(shí)就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大與不足．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，通過連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出小車的加速度．

（1）以整體為研究對(duì)象有，解得，以M為研究對(duì)象有繩子的拉力，顯然要有必有，故有，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．
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時(shí)，細(xì)繩的另一端不能懸掛裝砂的小桶，A錯(cuò)誤；由于平衡摩擦力之后有，故．所以無論是否改變小車的質(zhì)量，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時(shí)不需要重新平衡摩擦力，B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源然后再放開小車，C錯(cuò)誤；小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出，不能由牛頓第二定律求出，故D錯(cuò)誤．

（3）圖中拉力增大到一定時(shí)小車才有了加速度，則說明平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過�。�

（4）在紙帶上每隔4個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為，

根據(jù)運(yùn)用逐差法得： ．