Question

8．某同學(xué)欲用圖甲所示裝置探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)中砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持M＜20m．

①實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板上滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B
A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)．
B．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)．
C．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)．
②圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz．該同學(xué)計(jì)劃利用v-t圖象計(jì)算小車的加速度．首先用刻度尺進(jìn)行相關(guān)長(zhǎng)度的測(cè)量，其中CE的測(cè)量情況如圖丙所示，由圖可知CE長(zhǎng)為10.60cm，依據(jù)此數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度為0.53m/s．圖丁中已標(biāo)注出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A、B、C、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度．
③請(qǐng)將打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度標(biāo)注在v-t圖上．并描繪出小車的v-t圖象．
④由圖丁中描繪的圖線可得出小車的加速度為0.42m/s²（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
⑤該同學(xué)保持砂和砂桶的總質(zhì)量m不變，通過(guò)在小車上增加砝碼改變小車的質(zhì)量M，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該同學(xué)利用所測(cè)數(shù)據(jù)，做出了$\frac{1}{a}$與M的圖象，下列給出的四組圖象中正確的是：B

Answer 1

分析 ①車下滑時(shí)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刻度尺要估讀到下一位，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度；
③圖象上描出D點(diǎn)，連線即可；
④直線的斜率代表加速度；
⑤根據(jù)牛頓第二定律即可判斷出$\frac{1}{a}$與M關(guān)系式．

解答 解：①小車下滑時(shí)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)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，可以將長(zhǎng)木板的一段墊高，撤去砂和砂桶，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，故B正確
②刻度尺上的示數(shù)為x=10.60cm，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，故v=$\frac{x}{2T}$=$\frac{10.60×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.53m/s
③圖象上描出D點(diǎn)，
讓直線穿過(guò)盡量多的帶你，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，如下圖所示：

④直線的斜率即為加速度，故加速度為a=0.42m/s²
⑤根據(jù)牛頓第二定律可得mg=（M+m）a
則有，$\frac{1}{a}$=$\frac{1}{g}$+$\frac{1}{mg}M$，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故答案為：①B； ②10.60（10.58～10.62 ）；  0.53；
③如上圖所示．
④0.42； 
⑤B．

點(diǎn)評(píng) 只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．