Question

9．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中
（1）下列操作正確的有AC．（填選項代號）
A、在釋放小車前，小車靠近打點計時器
B、打點計時器放在長木板的有滑輪一端
C、先接通電源，后釋放小車
D、電火花計時器使用4節(jié)干電池作電源網(wǎng)
（2）平衡摩擦力時，使小車沿斜面向下的分力與小車受到的摩擦力平衡
（3）當(dāng)滿足沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于（填遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于）小車及車上砝碼的質(zhì)量時，小車受到的合外力就可以認(rèn)為等于沙桶的重力的大�。�
（4）甲同學(xué)做探究加速度與力的關(guān)系的實驗，在平衡摩擦力時把木板的一端墊得過高，所得的a-F圖象為2圖中的C（填寫代碼）
（5）乙同學(xué)做探究加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系的實驗，改變小車上砝碼的個數(shù)，得到如圖3所示圖象，設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$，小車的質(zhì)量M為$\frac{k}$．

Answer 1

分析 （1）為了提高紙帶的使用率，釋放小車前小車要靠近打點計時器且先接通電源后釋放紙帶；打點計時器放在長木板的沒有滑輪的一端．應(yīng)先接通電源，后釋放小車．打點計時器使用交流電源．
（2）平衡摩擦力時，使小車所受重力沿斜面向下的分力與小車受到的摩擦力平衡；
（3）為使繩子的拉力等于重物的重力，M應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m，這樣可以減小實驗誤差；
（4）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)平衡摩擦力，平衡摩擦力時如果木板墊得過高，平衡摩擦力過度，小車受到的合力大于拉力，a-F圖象在a軸上有截距；如果沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車受到的合力小于拉力，a-F圖象在F軸上有截距；
（5）根據(jù)牛頓第二定律寫出$\frac{1}{a}$與小車上砝碼質(zhì)量m的表達(dá)式，然后結(jié)合斜率與截距概念求解即可．

解答 解：（1）A、為了提高紙帶的使用率，在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，故A正確；
B、打點計時器應(yīng)放在長木板的沒有滑輪的一端．故B錯誤．
C、應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車，故C正確；
D、電火花計時器應(yīng)使用應(yīng)使用220V的交流電源，故D錯誤；
故選：AC．
（2）平衡摩擦力時，使小車所受重力沿斜面向下的分力與小車受到的摩擦力平衡；
（3）根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}$
當(dāng)M＞＞m時，即當(dāng)沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及車上砝碼的質(zhì)量時，繩子的拉力近似等于沙桶的總重力．
（4）平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，小車重力沿斜面的分量大于摩擦力，不加拉力時，小車已經(jīng)具有一定的加速度，即F=0時，a≠0，a-F圖象在a軸上有截距，故ABD錯誤，C正確．
故選：C
（5）小車的質(zhì)量為m'，則有F=（m+m'）a，
變形得$\frac{1}{a}=\frac{1}{F}m+\frac{m′}{F}$，
所以$\frac{1}{a}-m$圖象的斜率為$\frac{1}{F}$，
所以作用力$F=\frac{1}{k}$，$\frac{1}{a}-m$圖象的截距為$\frac{m′}{F}$，
所以$m′=\frac{k}$．
故答案為：（1）AC；（2）小車沿斜面向下的分；
（3）遠(yuǎn)小于；（4）C； （5）$\frac{1}{k}$，$\frac{k}$

點評 打點計時器是高中物理實驗中常用的計時儀器，一定要掌握其原理、使用方法、使用注意事項；做驗證牛頓第二定律實驗時要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足或過于平衡摩擦力都是錯誤的．