Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中如圖1．

（1）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說法中正確的是

D

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（2）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖2所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4…，量得0與 1兩點(diǎn)間距離x₁=30mm，1與2兩點(diǎn)間距離x₂=36mm，2與3兩點(diǎn)間距離x₃=42mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₄=48mm，則小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為

0.39

 m/s，小車的加速度為

0.60

m/s²．
（3）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如右表所示：（小車質(zhì)量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m?s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖如圖3，上作出a-F圖象
②圖線不過原點(diǎn)的原因可能是

未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

．

Answer 1

分析：（1）在該實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故要平衡摩擦力，且不能懸掛裝砂的小桶，但應(yīng)該連接紙帶且讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．平衡摩擦力就是讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力等于小車的重力沿斜面的分力．為節(jié)約紙帶應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開小車；
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；根據(jù)公式△x=aT²求解加速度；
（3）①應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出a-F圖象；
②實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不夠，則圖象在F軸上截距不為零，如果過平衡摩擦力，則圖象在a軸上截距不為零．

解答：解：（1）A、在該實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時(shí)，細(xì)繩的另一端不能懸掛裝砂的小桶，故A錯(cuò)誤．
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論是否改變小車的質(zhì)量，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力．故B錯(cuò)誤．
C、由于在剛剛接通電源的瞬間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)并不穩(wěn)定，故應(yīng)該先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開小車，以節(jié)約紙帶，故C錯(cuò)誤．
D、本實(shí)驗(yàn)用砂和小桶的總重力代替細(xì)線的拉力，由于砂和小桶加速下降，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，只有加速度很小拉力約等于重力，故應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量；故D正確；
故選D；
（2）因?yàn)槊课鍌�(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v₂=

x13

t13

=

(0.036+0.042)m

2×0.1s

=0.39m/s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=aT²，
a=

△x

T2

=

x12-x01

T2

=

0.036-0.030

0．12

m/s²=0.60m/s²；
（3）①應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，先根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)作出a-F圖象，圖象如圖所示．

②由a-F圖象可知，圖線不過原點(diǎn)，在橫軸上有截距；這表明在拉力大到一定程度時(shí)，小車才開始運(yùn)動(dòng)，
這可能是在實(shí)驗(yàn)前沒有平衡小車受到的摩擦力，或平衡摩擦力時(shí)，木板墊起的傾角太小，平衡摩擦力不夠造成的．
故答案為：（1）D；（2）0.39，0.60；（3）①如圖所示；②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)木板傾角太小．

點(diǎn)評(píng)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或平衡摩擦力過度，小車受到的合力都不等于鉤碼的重力．