Question

17．某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源（選填“交流”或“直流”）；為了用沙和沙桶的重力表示繩上拉力，實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量．（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）
（2）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中打出了一條紙帶，如圖2所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：OA=1.40cm，AB=1.70cm，BC=2.00cm，CD=2.30cm，由此可知，小車的加速度大小為0.30m/s²．
（3）在實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的總質(zhì)量，測(cè)的沙和沙桶的總重力F和加速度a的數(shù)據(jù)如表：
①根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，在圖3中作出a=F圖象；

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（m•s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

②由圖象可知，小車與長(zhǎng)木板之間的最大靜摩擦力大小為0.12N（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用讓沙和沙桶總質(zhì)量重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設(shè)小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對(duì)讓沙和沙桶總質(zhì)量來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用讓沙和沙桶總質(zhì)量的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足讓沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．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，采用描點(diǎn)法作出a-F圖象．當(dāng)小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的靜摩擦力即為最大靜摩擦力，由圖象讀出a=0時(shí)的F即可得到．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，為了用沙和沙桶的重力表示繩上拉力，實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量．
（2）每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=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，
得：a=$\frac{0.017-0.014}{0.01}$=0.30m/s²．
（3）①建立坐標(biāo)系a-F，采用描點(diǎn)法，作出a-F圖象如圖；
②當(dāng)小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的靜摩擦力即為最大靜摩擦力，由圖象讀出a=0時(shí)的F=0.12N，則知最大靜摩擦力為0.12N．
故答案為：（1）交流，遠(yuǎn)大于；（2）0.30；（3）①如圖所示；②0.12

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)用的注意事項(xiàng)及打出的紙帶的處理方法，有利于學(xué)生基本知識(shí)的掌握，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗(yàn)條件的掌握，平衡摩擦力的方法．