Question

6．為了探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C；
A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)

（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí)，使得長(zhǎng)木板傾角偏大，圖2中能正確反映他所得到的a-F關(guān)系圖線是C；（圖中a是小車(chē)的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力）
（3）消除小車(chē)與木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車(chē)所受的拉力，此時(shí)鉤碼質(zhì)量m與小車(chē)總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為m＜＜M；
（4）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz．圖3是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，依次選取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出．根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車(chē)的加速度大小為0.60m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)．
（2）該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測(cè)量很重要．
（3）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．
（4）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²可以求出加速度．

解答 解：（1）將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，以使小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力．故選：C．
（2）把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，這樣在沒(méi)有繩子的拉力作用下，小車(chē)就會(huì)產(chǎn)生加速度．故選：C．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得，對(duì)m：mg-F_拉=ma，對(duì)M：F_拉=Ma，解得：F_拉=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)鉤碼的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力．
（4）每?jī)上噜徲?jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由△x=at²可知，加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0303-0.0121}{3×0．{1}^{2}}$≈0.60m/s²．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）m＜＜M；（4）0.60．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，掌握實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提；實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)如果把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高，使得傾角偏大，會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力增大．