Question

3．實(shí)驗(yàn)小組利用圖1來(lái)探究：“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．
①實(shí)驗(yàn)中使用的電火花計(jì)時(shí)器，應(yīng)接B電源．
A．交流4---6V       B．交流220V
②在的實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖3所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)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(dá)式為a=$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$．

③消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，可用小吊盤的總重力代替小車所受的拉力，則：小吊盤的m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為M＞＞m．
④在實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖2所示的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象分別為圖中的直線Ⅰ和直線Ⅱ，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是BC．
A．實(shí)驗(yàn)前甲同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力
B．甲同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了
C．實(shí)驗(yàn)前乙同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力
D．乙同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了．

Answer 1

分析 ①了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、工作原理、工作電壓即可
②從紙帶上求加速度可以用逐差法求解．
③小車受到的拉力F不等于重物的重力，設(shè)重物的質(zhì)量m，小車的質(zhì)量M，拉力F=$\frac{Mmg}{M+m}$，只有當(dāng)m＜＜M時(shí)，F(xiàn)才近似等于mg．
④甲圖象表明在小車的拉力為0時(shí)，合外力大于0，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度．
乙圖象說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，物體的加速度為0，說(shuō)明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

解答 解：①電火花計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)使用交流電源，通常的工作電壓為220V，故B正確；
②由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：
${x}_{4}^{\;}-{x}_{1}^{\;}=3{a}_{1}^{\;}{T}_{\;}^{2}$
${x}_{5}^{\;}-{x}_{2}^{\;}=3{a}_{2}^{\;}{T}_{\;}^{2}$
${x}_{6}^{\;}-{x}_{3}^{\;}=3{a}_{3}^{\;}{T}_{\;}^{2}$
$a=\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}+{a}_{3}^{\;}}{3}$
解得：a=$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$
③設(shè)重物的質(zhì)量m，小車的質(zhì)量M，設(shè)加速度為a：
對(duì)小車：F=Ma
對(duì)重物：mg-F=ma
聯(lián)立得：
F=$\frac{Mmg}{M+m}$，只有當(dāng)m＜＜M時(shí)，才可以忽略m，F(xiàn)=$\frac{Mmg}{M}$=mg
④甲圖象表明在小車的拉力為0時(shí)，小車的加速度大于0，說(shuō)明合外力大于0，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)渡，即把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了．故A錯(cuò)誤B正確．
乙圖象說(shuō)明在拉力大于0時(shí)，物體的加速度為0，說(shuō)明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒(méi)有將長(zhǎng)木板的末端抬高或抬高不夠．故C正確而D錯(cuò)誤；故選：BC
故答案為：①B   ②$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$   ③M＞＞m    ④BC

點(diǎn)評(píng) 做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)前提：平衡摩擦力和M＞＞m要明確．從紙帶上求解加速度和速度是高中實(shí)驗(yàn)中常用的方法一定要熟練掌握．