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16.某实验小组欲以如图1所示实验装置探究“加速度与物体受力和质量的关系”.图1中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2

(1)下列说法正确的是C
A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验中应满足m2远小于m1的条件
D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作a-m1图象
(2)实验中得到一条打点的纸带,如图2所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为vF=$\frac{{x}_{5}+{x}_{6}}{2T}$,小车加速度的计算式a=$\frac{({x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6})-({x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3})}{9{T}^{2}}$.

分析 (1)实验时需要提前做的工作有两个:①平衡摩擦力,且每次改变小车质量时,不用重新平衡摩擦力,因为f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了.②让小车的质量M远远大于小盘和重物的质量m.
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小.

解答 解:(1)A、实验时应先接通电源后释放小车,故A错误.
B、平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故B错误.
C、让小车的质量m1远远大于小盘和重物的质量m2,因为:际上绳子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{2}g}{1+\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}}$,故应该是m2<<m1,即实验中应满足小盘和重物的质量远小于小车的质量,故C正确;
D、F=ma,所以:a=$\frac{F}{m}$,所以在用图象探究小车的加速度与质量的关系时,通常作a-$\frac{1}{m}$图象,故D错误;
故选:C.
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小.
vF=$\frac{{x}_{5}+{x}_{6}}{2T}$
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2结合作差法得:a=$\frac{({x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6})-({x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3})}{9{T}^{2}}$.
故答案为:(1)C;(2)$\frac{{{x_5}+{x_6}}}{2T}$,$\frac{{({x_4}+{x_5}+{x_6})-({x_1}+{x_2}+{x_3})}}{{9{T^2}}}$

点评 本题考察的比较综合,需要学生对这一实验掌握的非常熟,理解的比较深刻才不会出错,要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

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