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4.如圖1所示,為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置圖.圖中A為小車,B為砝碼及砝碼盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電火花打點計時器相連,小車A的質量為m1,砝碼及砝碼盤B的質量為m2
①下列說法正確的是D.
A.每次改變小車質量時,應重新平衡摩擦力
B.實驗時應先釋放小車后接通電源
C.平衡摩擦力時應將砝碼盤和砝碼用細線通過滑輪與小車連接
D.在用圖象探究加速度與質量關系時,應作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$圖象
②實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,
他測量得到的a-F圖象,可能是圖2中的圖線丙.(填“甲”、“乙”、“丙”)
③另外,實驗中要使砝碼的重力近似等于小車的合力還應滿足m2<<m1
④在實驗過程中,打出了一條紙帶如圖3所示,計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每兩測量點間還有4個點未畫出,量出相鄰測量點之間的距離如圖乙所示,該小車的加速度大小a=0.16m/s2(結果保留兩位有效數字).

分析 ①③實驗時需要提前做的工作有兩個:①平衡摩擦力,且每次改變小車質量時,不用重新平衡摩擦力,因為f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了.②讓小車的質量M遠遠大于小盤和重物的質量m.
②如果沒有平衡摩擦力的話,就會出現當有拉力時,物體不動的情況;
④根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大。

解答 解:①A、平衡摩擦力,假設木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,故不需要重新平衡摩擦力,故A錯誤.
B、實驗時應先接通電源后釋放小車.故B錯誤.
C、平衡摩擦力時,應將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車沿木板運動,通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動,故C錯誤;
D、F=ma,所以:a=$\frac{F}{m}$,所以在用圖象探究小車的加速度與質量的關系時,通常作a-$\frac{1}{m}$圖象,故D正確;
故選:D.
②遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會出現當有拉力時,物體不動的情況.故圖線為丙.
③讓小車的質量m1遠遠大于砝碼及砝碼盤的質量m2,因為:際上繩子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{2}g}{1+\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}}$,故應該是m2<<m1,即實驗中應滿足砝碼及砝碼盤的質量遠小于小車的質量;
④由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=$\frac{0.0368-0.0352}{0.01}$=0.16m/s2
故答案為:①D;②丙;③m2<<m1;④0.16

點評 會根據實驗原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質量M遠遠大于小桶(及砝碼)的質量m,且會根據原理分析實驗誤差.

練習冊系列答案
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