Question

19．某同學用圖1所示裝置探究小車運動的加速度與外力的關系：

（1）在實驗中必須平衡摩擦力，在平衡摩擦力時，下列說法正確的是A
A．不要掛鉤碼，將長木板的右端墊高至合適位置
B．若小車能從墊斜的木板上靜止開始下滑，則表明摩擦力與重力的分力平衡
C．若改變小車的質量，則需要重新平衡摩擦力
（2）圖2為實驗中得到的一條紙帶中的一部分，接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器在紙帶做勻加速直線運動時打出的一系列點，圖中所標的是相隔4個點所取的計數(shù)點，但第3個計數(shù)點C沒有畫出，則該物體運動的加速度為0.737 m/s²．BC間的距離約為4.36cm．（計算結果保留三位有效數(shù)字）
（3）當小車的質量一定時，一些同學做出了下列加速度a與外力F的關系圖象，請分別說出得到圖象A、B、C的原因：

得到A的原因平衡木板摩擦力時木板角度太大；   得到B的原因未平衡摩擦力或角度太��；    C的原因由于F太大即m太大造成的系統(tǒng)誤差．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時將長木板不帶滑輪的一端略微墊高，輕推小車使得小車做勻速直線運動．
根據(jù)連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度以及BC間的距離．
圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，否則圖象將會發(fā)生彎曲．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時，不掛鉤碼，將長木板的右端適當墊高，輕推小車，小車做勻速直線運動，可知重力的分力與摩擦力平衡，故A正確，B錯誤．
C、改變小車的質量，不需要重新平衡摩擦力．故C錯誤．
故選：A．
（2）根據(jù)${x}_{DE}-{x}_{AB}=3a{T}^{2}$得加速度為：a=$\frac{（5.83-3.62）×1{0}^{-2}}{3×0.01}m/{s}^{2}$=0.737m/．s²．
${x}_{BC}-{x}_{AB}=a{T}^{2}$，則${x}_{BC}={x}_{AB}+a{T}^{2}=0.0362+0.737×0.01$m≈4.36cm．
（3）在圖線A中，當F等于零，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力時木板角度太大；在圖線B中，當F不等于零時，加速度a仍然等于零，可知未平衡摩擦力或角度太小；在圖線C中，圖線出現(xiàn)彎曲的原因是不能滿足重物的質量遠小于小車的質量，即m太大造成的系統(tǒng)誤差．
故答案為：（1）A；（2）0.737，4.36；（3）平衡木板摩擦力時木板角度太大，未平衡摩擦力或角度太小，由于F太大即m太大造成的系統(tǒng)誤差

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．