Question

4．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車(chē)，B為砝碼及砝碼盤(pán)，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，小車(chē)A的質(zhì)量為m₁，砝碼及砝碼盤(pán)B的質(zhì)量為m₂
①下列說(shuō)法正確的是D．
A．每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C．平衡摩擦力時(shí)應(yīng)將砝碼盤(pán)和砝碼用細(xì)線(xiàn)通過(guò)滑輪與小車(chē)連接
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$圖象
②實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，
他測(cè)量得到的a-F圖象，可能是圖2中的圖線(xiàn)丙．（填“甲”、“乙”、“丙”）
③另外，實(shí)驗(yàn)中要使砝碼的重力近似等于小車(chē)的合力還應(yīng)滿(mǎn)足m₂＜＜m₁．
④在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖3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?jī)蓽y(cè)量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，量出相鄰測(cè)量點(diǎn)之間的距離如圖乙所示，該小車(chē)的加速度大小a=0.16m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①③實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤(pán)和重物的質(zhì)量m．
②如果沒(méi)有平衡摩擦力的話(huà)，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況；
④根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(shè)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(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)．故B錯(cuò)誤．
C、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，使小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D、F=ma，所以：a=$\frac{F}{m}$，所以在用圖象探究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，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(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線(xiàn)為丙．
③讓小車(chē)的質(zhì)量m₁遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤(pán)的質(zhì)量m₂，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{2}g}{1+\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}}$，故應(yīng)該是m₂＜＜m₁，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿(mǎn)足砝碼及砝碼盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；
④由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.0368-0.0352}{0.01}$=0.16m/s²．
故答案為：①D；②丙；③m₂＜＜m₁；④0.16

點(diǎn)評(píng) 會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．