Question

20．如圖1所示為實(shí)驗(yàn)室常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）關(guān)于該裝置，下列說法正確的是CD．
A．利用該裝置做研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)時，需要平衡小車和木板間的摩擦力
B．利用該裝置探究小車的加速度與質(zhì)量關(guān)系時，每次改變小車的質(zhì)量后必須重新平衡小車與木板間的摩擦力
C．利用該裝置探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，可以將木板帶有打點(diǎn)計(jì)時器的一端適當(dāng)墊高，目的是消除摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響
D．將小車換成滑塊，可以利用該裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，且不需要滿足滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量
（2）某學(xué)生使用該裝置做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，已知圖中所標(biāo)的相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，計(jì)時器所用交流電周期為T，則利用此紙帶得到小車的加速度的表達(dá)式為$a=\frac{{x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{75{T}_{\;}^{2}}$．（用x₂、x₅、T來表示）

Answer 1

分析 （1）利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動時不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，需要平衡摩擦力；
（2）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�。�

解答 解：（1）A、用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時，不需要平衡摩擦力，只要物體做勻變速直線運(yùn)動即可，故A錯誤．
B、用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時，改變砝碼和砝碼盤的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤．
C、探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，需要平衡摩擦力，方法是將木板帶打點(diǎn)計(jì)時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故C正確．
D、將小車換成滑塊，再利用該裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)時，不需要用鉤碼的重力代替繩子的拉力，所以不需要滿足滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，故D正確；
故選：CD
（2）相鄰兩個記數(shù)點(diǎn)之間還有四個打出點(diǎn)，因此相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為t=5T，
根據(jù)作差法得：${x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}=3a{t}_{\;}^{2}$
解得：a=$\frac{{x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{3{t}_{\;}^{2}}=\frac{{x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{3×（5T）_{\;}^{2}}=\frac{{x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{75{T}_{\;}^{2}}$
故答案為：（1）CD；（2）$a=\frac{{x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{75{T}_{\;}^{2}}$

點(diǎn)評 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實(shí)驗(yàn)問題，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．