Question

8．如图a所示为“探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图，图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花打点计时器，打点计时器接50Hz交流电，小车的质量为m，托盘及砝码的质量为m₂．

（1）下列说法正确的是CD．
A．长木板C必须保持水平 
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．实验中m₂应远小于m₁  
D．作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$图象便于分析加速度与质量的关系
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-f图象，可能是图b中的图线丙．（选填“甲、乙、丙”）
（3）图c为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出，由此可求得小车的加速度的大小是0.50m/s²．（结果保留二位有效数字）

Answer 1

分析 ①根据实验原理和具体实验步骤可判定各个选项
②没有平衡摩擦力时，当存在一定的力时首先平衡摩擦力，之后才产生加速度；
③根据给定的纸带数据分布，由逐差法可以得到小车的加速度

解答 解：（1）A、实验中要平衡摩擦力，长木板的一端要垫高，故A错误；
B、为节省纸带增加小车运行时间先接通电源后松小车，故B错误；
C、以托盘作为研究对象有mg-T=ma
以小车作为研究对象有T=Ma
联立以上两式可得T=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，要使绳子拉力等于钩码的重力，即T=mg，则有M＞＞m，故C正确；
D、如果作出a-M图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a-$\frac{1}{{m}_{1}}$的图象，只要a-$\frac{1}{{m}_{1}}$的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系，故D正确；
故选：CD．
（2）没用平衡摩擦力，则当施加一定力时，首先平衡摩擦力后才会产生加速度，通过图象知，当力F不为零时，加速度为零，故丙图对；
（3）计数点之间有4个点未画出，时间间隔为0.1s，有公式△x=aT²得：
a=$\frac{0.0339-0.0289}{0.01}$=0.50m/s²．
故答案为：（1）CD；（2）丙；（3）0.50

点评 掌握好实验的步骤及实验的原理很重要，对实验的注意事项及数据的处理也要做到明确和理解．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．