Question

7．某學(xué)習(xí)小組用如圖1所示裝置探究“加速度和力的關(guān)系”．

該小組已經(jīng)測量了兩個光電門間的距離為L，遮光條的寬度為d，遮光條通過兩個光電門的時間分別為t₁、t₂，則：
（1）小車的實際加速度可以表示為$a=\frac{fzkwgs0^{2}（{{t}_{1}}^{2}-{{t}_{2}}^{2}）}{2L{{t}_{1}}^{2}{{t}_{2}}^{2}}$（用題中所給物理量表示）
（2）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的拉力．
（3）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可在坐標紙上畫出a-F關(guān)系的點跡（如圖2所示）．經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)這些點跡存在一些問題，產(chǎn)生的主要原因可能是BC
A．軌道與水平方向夾角太大
B．軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢
D．所用小車的質(zhì)量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢．

Answer 1

分析 （1）要求小車的實際加速度，可根據(jù)v₂²-v₁²=2aL求解，故需要知道遮光條通過光電門1、2時的速度，由于遮光條很小可用平均速度代替瞬時速度．
（2）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)該保持小車質(zhì)量不變，探究加速度和力的關(guān)系；其中“力”為砝碼的重力．
（3）如果軌道傾角太大，圖象在縱軸上的截距大于0；在沒有或忘記平衡摩擦力的情況下，在橫軸的截距大于0；當(dāng)所掛鉤碼質(zhì)量太大時造成上部點跡向下彎曲．

解答 解：（1）小車通過光電門1時的速度v₁=$\frachseadv0{{t}_{1}}$，通過光電門2時的速度v₂=$\fracuxoqtgi{{t}_{2}}$，
根據(jù)v₂²-v₁²=2aL，
可得小車的加速度：$a=\frac{qizi0qp^{2}（{{t}_{1}}^{2}-{{t}_{2}}^{2}）}{2L{{t}_{1}}^{2}{{t}_{2}}^{2}}$．
（2）由牛頓第二定律F=ma，涉及三個變量必須采用控制變量法，故應(yīng)該保持小車質(zhì)量不變，探究“加速度”和“力”的關(guān)系；其中“力”為砝碼的重力．
（3）A、如果軌道傾角太大，則在拉力為0的情況下小車的加速度大于0，即圖象在縱軸上的截距大于0，故A錯誤．
B、在沒有或忘記平衡摩擦力的情況下，在拉力與重力沿斜面方向的分力的和小于靜摩擦力時物體加速度為0，即在橫軸的截距大于0，故B正確．
C、由于物體的加速度a=$\frac{mg}{m+M}$，故物體的加速度隨m的增大而減小，故當(dāng)所掛鉤碼質(zhì)量太大時造成上部點跡向下彎曲．故C正確，而D錯誤．
故選：BC．
故答案為：
（1）$a=\frac{lcivwjr^{2}（{{t}_{1}}^{2}-{{t}_{2}}^{2}）}{2L{{t}_{1}}^{2}{{t}_{2}}^{2}}$；（2）小車的質(zhì)量；小車受到的拉力（3）BC．

點評 只有掌握好了基本知識和基本方法才能順利解決實驗題目，所以要重視基本知識和基本方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練．