Question

20．用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說(shuō)法正確的是CD
A．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車(chē)受到的摩擦力為零
B．“平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將小車(chē)在鉤碼通過(guò)細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整
C．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車(chē)所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡
D．“平衡摩擦力”的目的就是要使小車(chē)所受的合力等于所掛鉤碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車(chē)施加的拉力
（2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量M與鉤碼的質(zhì)量m滿足m＜＜M的條件．
（3）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a-圖象，造成這一結(jié)果的原因是：平衡摩擦力過(guò)度．
（4）某同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，由此可算出小車(chē)的加速度a=0.21m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）小車(chē)所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車(chē)的重力沿斜面方向的分力與小車(chē)所受的阻力相平衡，其目的是使小車(chē)所受的合力等于細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力；
（2）鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力近似等于鉤碼的重力；
（3）在不施加拉力時(shí)，小車(chē)已經(jīng)有加速度，a-F圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，在a軸上有截距；
（4）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．

解答 解：（1）A、小車(chē)所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車(chē)的重力沿斜面方向的分力與小車(chē)所受的阻力相平衡，故A錯(cuò)誤，C正確；
B、“平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將細(xì)繩拿走，故B錯(cuò)誤；
D、“平衡摩擦力”的目的是使小車(chē)所受的合力等于細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力，故D正確；
故選：CD
（2）對(duì)鉤碼與小車(chē)組成的系統(tǒng)，
由牛頓第二定律得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
對(duì)木塊，由牛頓第二定律得：T=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
只有當(dāng)砝碼桶及桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，即：m＜＜M時(shí)，小車(chē)受到的拉力近似等于鉤碼的重力；
（3）由圖b所示a-F圖象可知，圖象不過(guò)原點(diǎn)，在a軸上有截距，這說(shuō)明在不加拉力時(shí)，小車(chē)已經(jīng)具有加速度，這是由于平衡摩擦力時(shí)木板墊的過(guò)高，木板傾角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度造成的．
（4）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=$\frac{{s}_{DG}-{s}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.065-0.026-（0.026-0.05）}{0.09}=0.21m/{s}^{2}$
故答案為：（1）CD；（2）m＜＜M；（3）平衡摩擦力過(guò)度；（4）0.21

點(diǎn)評(píng) 要知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，要會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時(shí)速度．