Question

8．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是D．

A．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砝碼和砝碼桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動
B．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砝碼和砝碼桶的牽引下運(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動
C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，撤去砝碼和砝碼桶，先輕推小車，然后給打點(diǎn)計(jì)時器通電，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動
D．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，撤去砝碼和砝碼桶，給打點(diǎn)計(jì)時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動
（2）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，除了上述平衡摩擦力之外，還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．
（3）實(shí)驗(yàn)中在進(jìn)行上述調(diào)整之后，要使細(xì)線的拉力等于砝碼和砝碼桶的總重力，還應(yīng)該滿足的條件是砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（4）為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，某小組對上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝，如圖2所示，改裝時帶滑輪的長木板和彈簧測力計(jì)均水平固定．
①在用改裝后的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，一定要進(jìn)行的操作是AB
A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)
B．改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶
C．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D．為了減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
②以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的aF圖線如圖3所示，已知圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 1、小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)平衡摩擦力；
2、為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行；
3、在什么情況下才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有M＞＞m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力；
4、根據(jù)該實(shí)驗(yàn)原理，操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)分析，小車質(zhì)量不變時，加速度與拉力成正比，對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)．

解答 解：（1）為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋�讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，撤去砝碼和砝碼桶，給打點(diǎn)計(jì)時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動，故D正確；
故選：D
（2）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，除了上述平衡摩擦力之外，還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．
（3）只有當(dāng)砝碼和砝碼桶遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于砝碼和砝碼桶的總重力；
（4）①A、打點(diǎn)計(jì)時器運(yùn)用時，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，故A正確；
B、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故B正確；
C、本題拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故CD錯誤．
故選：AB
②對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，
此題，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=$\frac{1}{2}{F}_{合}$，
故小車質(zhì)量為$m=\frac{2}{k}$
故答案為：（1）D；（2）調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行；（3）砝碼和砝碼桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；（4）①AB； ②$\frac{2}{k}$

點(diǎn)評 本題考察的比較綜合，需要學(xué)生對這一實(shí)驗(yàn)掌握的非常熟，理解的比較深刻才不會出錯，知道a-F圖的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，難度適中．