Question

6．某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．如圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為電火花計(jì)時器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)�力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車運(yùn)動的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得．
（1）某次實(shí)驗(yàn)時，測得小車和小車上的鉤碼總質(zhì)量為800g，則細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量較為合理的是A
A．50g    B．500g     C．5kg     D．50kg
（2）如圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出電火花計(jì)時器打B點(diǎn)時的速度為1.63m/s，小車的加速度大小為1.72m/s²．（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

（3）在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時，某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象（如圖丙所示）．請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象．

（4）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁所示，圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 （1）為了使細(xì)繩對小車?yán)�力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，則需要滿足小車和小車上的鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)砂和小桶的總重量；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論求出小車的瞬時速度與加速度；
（3）為研究a與m的關(guān)系，作a-$\frac{1}{m}$的關(guān)系關(guān)系圖線，注意選取好標(biāo)度，根據(jù)描點(diǎn)法作圖；
（4）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）為了使細(xì)繩對小車?yán)�力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，則需要滿足小車和小車上的鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)砂和小桶的總重量，若小車和小車上的鉤碼總質(zhì)量為800g，則細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量較為合理的是50g，故A正確，BCD錯誤；
故選：A
（2）AC這段位移的平均速度等于AC這段時間中間時刻的瞬時速度，即B點(diǎn)的瞬時速度，故v_B=$\frac{AB+BC}{4T}$=1.63m/s．   
由逐差法求解小車的加速度，a=$\frac{（CD+DE）-（AB+BC）}{4（2T）^{2}}$=1.72m/s²，
（3）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示
    
（4）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠．
故答案為（1）A；（2）1.63；1.72；（3）如圖所示；（4）沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵會從紙帶上求瞬時速度和加速度，以及在作圖時注意，偏離比較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去，難度適中．