Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，

（1）某同學(xué)用如圖所1示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到力的關(guān)系．下列措施中正確的是

 

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力
B．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添細(xì)沙，使小車能勻速滑動(dòng)
C．每次改變小車受到的拉力后都需要重新平衡摩擦力
D．實(shí)驗(yàn)中通過塑料桶中增加細(xì)沙來改變小車受到的拉力
E．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車，然后再開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（2）若認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于砂和桶的總重力mg，其前提條件是

 

（3）若選取紙帶如圖2所示（打點(diǎn)周期為0.02s）．則小車的加速度是

 

m/s²（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打出的紙帶求出．
（2）當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答：解：（1）A、實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力，故A正確；
B、平衡摩擦力的方法就是，小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶，把小車放在斜面上給小車一個(gè)初速度，看小車能否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力，每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤；    
D、實(shí)驗(yàn)中通過在塑料桶中增加細(xì)沙來改變小車受到的拉力，故D正確；
E、為了提高紙帶的利用率，在紙帶上盡量多的打點(diǎn)，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后放開小車，故E錯(cuò)誤．
故選：AD．
（2）驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，要保證m＜＜M，才能保證繩子的拉力約等于m的重力，即砂與桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=

x24-x02

(2T)2

=

(0.02912-0.0094)-(0.0094)

(2×0.02×4)2

m/s2=0.40m/s²．
故答案為：（1）AD；（2）砂與桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；（3）0.40．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析，知道實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力，且小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與桶的質(zhì)量．
利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，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，提高解決問題能力，注意周期為0.02×4，同時(shí)注意單位換算．