Question

7．某興趣小組設(shè)計出如圖甲所示的實驗裝置探究小車的加速度跟合外力的關(guān)系，圖中與小車左端相連的是測力傳感器，小車放置在表面各處粗糙程度相同的水平長木板上，按甲圖裝配好實驗器材，先測出小車運(yùn)動時所受摩擦阻力，逐漸向沙桶中添加細(xì)沙粒，當(dāng)觀察到小車剛開始運(yùn)動時，記下傳感器的最大示數(shù)為F₀，可認(rèn)為摩擦阻力為F₀．

（1）將小車放回初位置并用手按住，繼續(xù)向沙桶中添加一定量的沙粒，記下傳感器的示數(shù)F₁，接通頻率外為50Hz的交流電源，使打點(diǎn)計時器工作，然后釋放小車，打出一條紙帶，再繼續(xù)在桶中添加沙粒，多次重復(fù)實驗，打出多條紙帶，圖乙為某次實驗打出的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個計時點(diǎn)未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6六個計數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離（單位：cm），分別標(biāo)注在相應(yīng)計數(shù)點(diǎn)的下方，則小車的加速度a=0.756m/s²，（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）算出各次小車的加速度和合力F（F=F₁-F₀），獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關(guān)系圖象，紙帶與打點(diǎn)計時器間的摩擦可忽略，圖中可能正確的是AD．

（3）寫出一條提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�
根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式得出正確的圖線；
控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量即可．

解答 解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s，
設(shè)第一個計數(shù)點(diǎn)到第二個計數(shù)點(diǎn)之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$=0.756m/s²；
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實驗，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F₁-F₀）的關(guān)系圖象．
由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過原點(diǎn)．故AD正確，BC錯誤．
（3）提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．
故答案為：（1）0.756；（2）AD；（3）控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．

點(diǎn)評 本題借助實驗考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．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，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當(dāng)清楚．