Question

7．根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，回答問(wèn)題：
（1）圖1中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為0.825cm．

（2）如圖2所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車(chē)，B為裝有砝碼的小桶，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50H_Z交流電．小車(chē)的質(zhì)量為M，小桶（及砝碼）的質(zhì)量為m．
①下列說(shuō)法正確的是D．
A．每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m應(yīng)遠(yuǎn)大于M
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$圖象
②實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，用細(xì)線通過(guò)定滑輪掛上重物讓小車(chē)勻加速下滑，不斷改變重物的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a，則小車(chē)加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系可能是圖3中的丙圖線．（選填“甲”、“乙”、“丙”）
③某同學(xué)平衡摩擦力后，控制小桶（及砝碼）質(zhì)量不變，研究小車(chē)加速度與其質(zhì)量的關(guān)系，得到了如圖4所示的a-$\frac{1}{M}$圖象，圖象末端不是直線的原因是小車(chē)的質(zhì)量M不是遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m．（請(qǐng)用文字表述）

（3）測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖5所示的裝置，圖中長(zhǎng)木板水平固定．圖6為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出．從紙帶上測(cè)出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．則木塊加速度大小a=1.3m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg，故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)a=$\frac{mg}{M+m}$隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無(wú)限趨近于g；
②、在小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量的情況下，可近似認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于砂與砂桶的重力，否則小車(chē)受到的拉力明顯小于砂與砂桶的重力，圖象發(fā)生彎曲．
③、如果沒(méi)有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．
（3）根據(jù)逐差法，運(yùn)用相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大�。�

解答 解：（1）由圖甲所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)是8mm，游標(biāo)尺示數(shù)為5×0.05mm=0.25mm，則游標(biāo)卡尺示數(shù)為：
8mm+0.25mm=8.25mm=0.825cm
（2）①、A、平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=Mgsinθ=μMgcosθ，M約掉了，每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，故不需要重新平衡摩擦力．故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)，故B錯(cuò)誤．
C、讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤(pán)和重物的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故應(yīng)該是m＜＜M，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足小盤(pán)和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤．
D、F=Ma，所以：a=$\frac{F}{M}$，所以在用圖象探究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，通常作a-$\frac{1}{M}$圖象，故D正確
故選：D．
②、遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙．
③、遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙
（3）因?yàn)閤₅-x₁=4a₁T²，x₆-x₂=4a₂T²，則木塊的加速度為：
a=$\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}}{2}$=$\frac{{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}-{x}_{1}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{8{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（8.42+9.70）-（3.20+4.52）}{8×0．{1}_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}$m/s²=1.3m/s²．
故答案為：（1）0.825     （2）①D     ②丙     ③1.3

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會(huì)通過(guò)紙帶，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，結(jié)合逐差法求解加速度，注意有效數(shù)字的保留．