Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．

（1）在實(shí)驗(yàn)中必須將長(zhǎng)木板右端墊高，目的是平衡摩擦力，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)小車能勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，表明已調(diào)好．
（2）為了減小誤差，每次實(shí)驗(yàn)必須通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)．若小車質(zhì)量為400g，實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選A組會(huì)比較合理．（填選項(xiàng)前的字母）
A．10g～40g   B．200g～400g    C．1000g～2000g      
（3）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是交流 （交流、直流）電源，圖2中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1 S，由該紙帶可求得小車的加速度a=1.11．m/s²．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）如圖3（a），是甲同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖線如圖3（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？小車和砝碼的總質(zhì)量不同．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)木板右端墊高，使小車的重力沿斜面的分力與小車的滑動(dòng)摩擦力相等，則小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力恰好被平衡．
（2）本實(shí)驗(yàn)要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，據(jù)此可正確解答．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，根據(jù)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�。�
（4）圖B中圖象與橫軸的截距大于0，說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，加速度等于0，即合外力等于0；a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同．

解答 解：（1）通過(guò)木板右端墊高，目的是平衡摩擦力，即小車的重力沿斜面的分力與小車的滑動(dòng)摩擦力相等，則小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力恰好被平衡．
（2）本實(shí)驗(yàn)要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此要求實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍要小，故BC錯(cuò)誤，A正確．
故選：A．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用交流電源．根據(jù)交流電的頻率50Hz，則點(diǎn)與點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，因每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，
所以每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T=0.02×5s=0.1s；
根據(jù)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，
a=$\frac{0.0366+0.0476-0.0144-0.0255}{4×0.01}$m/s²=1.11m/s²
（4）圖a中圖象與橫軸的截距大于0，說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，加速度等于0，說(shuō)明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）由圖可知在拉力相同的情況下a_乙＞a_甲，
根據(jù)F=ma可得m=$\frac{F}{a}$，即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，且m_乙＜m_甲．故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同．
故答案為：（1）平衡摩擦力
（2）A
（3）交流    0.1     1.11，
（4）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；  小車和砝碼的總質(zhì)量不同

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理以及具體的操作細(xì)節(jié)，加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)基本運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．對(duì)該實(shí)驗(yàn)要明確實(shí)驗(yàn)原理，尤其是正確理解該實(shí)驗(yàn)要滿足的條件：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)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．