Question

實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們利用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”．實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)�力F等于鉤碼的重力，小運(yùn)動加速度a可用紙帶上點(diǎn)求得：
（1）圖b為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，其中每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)打點(diǎn)沒有畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02．根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

0.60

m/s²（保留二位有效數(shù)字）
（2）下列說法正確的是

A

A．本實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后再接通電源
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作出a-M圖象才好判斷（M為小車總質(zhì)量）
（3）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，他測量得到的a-F圖象，可能是圖C中的圖線

丙

．（選填“甲”、“乙”、“丙”）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)紙帶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at²可以求出小車的加速度；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)如果沒有平衡摩擦力，小車受到的合力等于鉤碼重力與摩擦力的合力，當(dāng)鉤碼的拉力大到一定程度時(shí)，小車才有加速度，分析圖示圖象答題．

解答：解：（1）由題意知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，由圖示紙帶可知，
小車的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

=

0.0303-0.0121+0.0362-0.0183+0.0425-0.0242

9×0．12

≈0.60m/s²；
（2）A、當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，故A正確；
B、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力，一旦平衡摩擦力，在實(shí)驗(yàn)中不需要再次平衡摩擦力，每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，故C錯(cuò)誤；
D、在拉力一定時(shí)，小車的加速度與質(zhì)量成反比，與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，為了方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出處理應(yīng)作出a-

1

M

圖象，故D錯(cuò)誤；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)如果沒有平衡摩擦力，小車受到的合力等于繩子拉力（鉤碼重力）與摩擦力的合力，小于鉤碼的重力，當(dāng)拉力拉力小于摩擦力時(shí)，小車加速度等于零，即a-F圖象在F軸上有截距，由圖c所示圖象可知，沒有平衡摩擦力而得出的圖象為圖線丙．
故答案為：（1）0.60；（2）A；（3）丙．

點(diǎn)評：本題考查了求小車加速度、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題；在驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，需要注意小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量．