Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
（1）在實(shí)驗(yàn)中必須消除摩擦力的影響，通常可以將木板適當(dāng)傾斜，使小車在不受拉力作用時能在木板上近似做

 

運(yùn)動．
（2）為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)需通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)．若小車質(zhì)量為400g，實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選

 

組會比較合理．（填選項(xiàng)前的字母）
A．10g～40g     B．200g～400g      C．1000g～2000g
（3）圖中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分，A、B、C、D、E是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.1s，由該紙帶可求得打點(diǎn)“C”時小車的速度v_c=

 

m/s，小車的加速度a=

 

m/s²．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）平衡摩擦力的方法為將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動；
（2）本實(shí)驗(yàn)要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，據(jù)此可正確解答．
（3）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，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時小車的瞬時速度大�。�

解答：解：（1）將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下放開拖著紙帶的小車，輕碰小車，小車能勻速穩(wěn)定下滑使小車恰好做勻速直線運(yùn)動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
（2）本實(shí)驗(yàn)要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此要求實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍要小，故BC錯誤，A正確．
故選：A．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時小車的瞬時速度大�。�
v_C=

xBD

2T

=

0.0506+0.0643

0.2

=0.575m/s
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
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：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為：
a=

XCE-XAC

4T2

=

(0.0643+0.0778)-(0.0369+0.0506)

4×(0.1)2

m/s²=1.37m/s²
故答案為：（1）勻速直線
（2）A
（3）0.575；1.37；

點(diǎn)評：對于實(shí)驗(yàn)問題首先要 明確實(shí)驗(yàn)原理，理解重要步驟的操作，熟練應(yīng)用基本物理解決實(shí)驗(yàn)問題．尤其是正確理解該實(shí)驗(yàn)要滿足的條件：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．