Question

11．某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：“探究加速度與合外力的關(guān)系”．裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出．現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數(shù)）．

（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是AC
A需平衡小車的摩擦力
B沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕
D先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（2）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖2所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為D；
A.$\frac{1}{M}$   B.$\frac{1}{m}$  C．mg  D．F
（3）當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，圖線C（填選項(xiàng)前的字母）
A．逐漸偏向縱軸 B．逐漸偏向橫軸  C．仍保持原方向不變
（4）圖3為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測(cè)得 AB=2.0cm、AC=8.0cm、AE=32.0cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為 50Hz，則小車的加速度4m/s²．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)時(shí)要先接通電源，然后釋放小車，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．
（2）應(yīng)用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題．
（3）根據(jù)小車受力情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析答題．
（4）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=at²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)前需要配合摩擦力，使小車受到的合力等于繩子的拉力，故A正確；
B、小車受到的拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，沙桶和沙的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C、滑輪的摩擦和繩子的質(zhì)量會(huì)影響示數(shù)，所以要求滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C正確；
D、應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車，故D錯(cuò)誤．故選AC．
（2）探究加速度與合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要控制小車質(zhì)量M不變，由牛頓第二定律得：a=$\frac{1}{M}$F，M一定時(shí)a與F成正比，應(yīng)作出a-F圖象，故選D；
（3）因?yàn)閺椈沙又苯訙y(cè)出了拉力大小，與沙桶和沙的總質(zhì)量無關(guān)，當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大時(shí)a較大，小車受到的拉力不受砂和砂桶質(zhì)量的影響，a-F圖象仍保持原方向不變，仍然是一條直線，故選C；
（4）每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²可知，加速度：a=$\frac{CE-AC}{（2t）^{2}}$=$\frac{0.320-0.08-0.08}{（2×0.1）^{2}}$=4m/s²；
故答案為：（1）AC；（2）D；（3）C；（4）4．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(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)，能利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．