Question

【題目】在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中：

（1）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖所示。請(qǐng)你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處（至少兩處）： ； 。

（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力。

（3）一組同學(xué)在先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正確的是______。

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上

B．每次改變小車(chē)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(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D．求小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),可用天平測(cè)出盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式求出

（4）在“探究加速度與合外力關(guān)系”時(shí)，作出了如圖所示的（a）、（b）圖象，圖（a）中三線表示實(shí)驗(yàn)中小車(chē)的___________不同；圖（b）中圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是__________________。

（5）圖乙是上述實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0．02s，結(jié)合圖中給出的數(shù)據(jù)，求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度的大小為______m/s2，并求出紙帶中P點(diǎn)瞬時(shí)速度大小為______m/s（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（6）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車(chē)加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如下表所示，請(qǐng)你在答題紙上的坐標(biāo)紙中選擇合適刻度并畫(huà)出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線。從圖線中可得出當(dāng)F不變時(shí)，小車(chē)加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系是______________。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	加速度 a/ m·s－2	小車(chē)與砝碼總質(zhì)量 m/kg	小車(chē)與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) m－1/kg－1
1	0．31	0．20	5．0
2	0．25	0．25	4．0
3	0．21	0．30	3．3
4	0．18	0．35	2．9
5	0．16	0．40	2．5

Answer 1

【答案】（1）不能使用干電池；釋放時(shí)小車(chē)距計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)。

（2）M遠(yuǎn)大于m（3）B（4）質(zhì)量、平衡摩擦力過(guò)度（5）4．0、2．6

（6）如圖；加速度與小車(chē)質(zhì)量近似成反比

【解析】試題分析：（1）該實(shí)驗(yàn)中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用4～6V的交流電源，電火花計(jì)時(shí)器是利用220V交流電源；不是直流電源．為了盡可能的利用紙帶在釋放前小車(chē)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

（2）設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為M，砝碼盤(pán)總質(zhì)量為m，將兩者看做一個(gè)整體，對(duì)整體有，對(duì)小車(chē)有，聯(lián)立可得，只有當(dāng)時(shí)，

（3）平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上，故A錯(cuò)誤；只要滿足，即就行，從式中可以看出與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以在實(shí)驗(yàn)前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車(chē)，故C錯(cuò)誤．；小車(chē)的加速度應(yīng)該根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出，加速度不能直接用公式求出，故D錯(cuò)誤．

（4）根據(jù)牛頓第二定律，物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合力成正比，即，a-F圖象是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率的倒數(shù)表示質(zhì)量，圖（a）中三條直線斜率不同，說(shuō)明質(zhì)量不同；圖象（b）中拉力為零時(shí)小車(chē)有加速度，說(shuō)明合力大于拉力，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度或平衡摩擦力時(shí)使平板傾角過(guò)大；

（5）由圖可知，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為；由逐差法可得：；

勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，故有：

（6）在合外力保持不變時(shí)，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比，故作出加速度與小車(chē)質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖象，如圖所示；

根據(jù)圖象可知，當(dāng)F不變時(shí)，小車(chē)加速度與質(zhì)量成反比．