Question

為了“探究加速度與力、質量的關系”，現(xiàn)提供如圖1所示實驗裝置．請思考探究思路并回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是______
A．將不帶滑輪的木板一端墊高適當，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（2）在“探究加速度與力、質量關系”的實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則小車加速度的表達式為a=______；
（3）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，可用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時鉤碼質量m與小車總質量M之間應滿足的關系為______；
（4）在“探究加速度與質量的關系”時，保持砝碼質量不變，改變小車質量m，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
小車加速度a/ms-2	0.77	0.38	0.25	0.19	0.16
小車質量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

為了驗證猜想，請在坐標系中作出最能直觀反映a與m之間關系的圖象．

Answer 1

解：（1）將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力大小等于繩子的拉力，故ABD錯誤，C正確．
故選C．
（2）為了減小偶然誤差，采用逐差法處理數(shù)據(jù)，有：
S₆-S₃=3a₁T² ①
S₅-S₂=3a₂T² ②
S₄-S₁=3a₃T² ③
a= ④
聯(lián)立①②③④得：
a=
（3）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，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．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=
當M＞＞m時，即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
（4）據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點法得出圖象如下所示：
故答案為：（1）C；
（2）；
（3）m＜＜M；
（4）如圖所示．
分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，了解平衡摩擦力的方法；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小；
（3）根據(jù)牛頓第二定律，求出小車實際的拉力大小，然后和mg進行比較，可以得出結論；
（4）根據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點法，可以正確的畫出圖象．
點評：對于實驗問題首先要 明確實驗原理，理解重要步驟的操作，熟練應用基本物理解決實驗問題．