Question

17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究小車(chē)的加速度與所受合力的關(guān)系．一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，裝有力傳感器的小車(chē)由繞過(guò)定滑輪的細(xì)繩與砂桶連接，小車(chē)后面連接通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶．主要操作如下：
①緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到輕推小車(chē)后小車(chē)緩慢運(yùn)動(dòng)，記下此時(shí)傳感器的示數(shù)F₀．
②再將小車(chē)放回原處并按住，向小桶中加入一定量的細(xì)砂，此狀態(tài)下傳感器的示數(shù)記為F₁；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（交變電流的頻率為50Hz），釋放小車(chē)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳感器的示數(shù)記為F₂．將F₁、F₂數(shù)值記錄在該條紙帶上．
③改變砂桶中砂的質(zhì)量，重復(fù)步驟②，獲得多組數(shù)據(jù)．

（1）某次實(shí)驗(yàn)中，打出的一條紙帶如圖乙所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車(chē)的加速度a=0.18m/s²．
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．描繪小車(chē)加速度a與力F（F=F₁-F₀）的關(guān)系圖象是B．

（3）同一次實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)釋放前傳感器示數(shù)F₁與小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F₂的關(guān)系是F₁＞F₂（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）保持小車(chē)和力傳感器質(zhì)量不變時(shí)，研究a與合力F的關(guān)系時(shí)，F(xiàn)=C．較為合理．

A．F1

B．F2

C．F1-F0

D．F2-F0．

Answer 1

分析 （1）小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²求解加速度．
（2）對(duì)小桶受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解；
（3）由于已經(jīng)平衡摩擦力，圖象過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則F表示合力；

解答 解：（1）每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔是0.1s
由：△x=aT²得：
$a=\frac{（3.88+4.06）-（3.52+3.70）}{4×0．{1}_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}$=$0.18m/{s}_{\;}^{2}$
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車(chē)加速度a與合力F（F=F₁-F₀）的關(guān)系圖象．
由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過(guò)原點(diǎn)，一條傾斜的直線．故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故選：B．
（3）對(duì)小桶受力分析，設(shè)小桶重力為mg，
木板釋放前彈簧秤的示數(shù)F₁，所以F₁=mg，
設(shè)小車(chē)的重力為Mg，小車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F₂，
根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F₂=ma
所以F₁＞F₂，
（4）圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜的直線，已經(jīng)平衡摩擦力，所以F應(yīng)該表示小車(chē)受到的合力，即F=F₁-F₀，故C正確；
故選：C
故答案為：（1）0.18       （2）B      （3）＞（4）C

點(diǎn)評(píng) 本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．