题目内容

4．用如图1所示的装置做实验时，小车放在水平桌面上，保持小车的质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示．
F/N0.200.300.400.50
a/（ms-2）0.100.210.290.40
（1）根据表中的数据在图2中画出a-F图线；

（2）把图线延长，发现图线不通过原点，其原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）在处理数据时，总是把小桶和沙子的重力当作小车所受合力．而实际上小车所受合力比小桶和沙子的重力要小一些（选填“大”或“小”）．因此，为使实验结论的可信度更高一些，应使小桶和沙子的总质量尽可能小一些（选填“大”或“小”）．
（4）下列做法正确的是AD（填字母代号）．
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度（5）探究加速度和力的关系的实验数据描绘出的a-F图象如图3所示，下列说法正确的是BD
A．三条倾斜的直线所对应的小车的质量相等
B．三条倾斜的直线所对应的小车的质量不                 
C．直线1所对应的小车的质量最大
D．直线3所对应的小车的质量最大
（6）如图4所示给出了打点计时器在纸带上打出的一些点，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm，根据给出的以上数据求：木块的加速度a=0.64m/s2（结果保留两位有效数字）．

分析 根据描点法作出图象；
图线不过坐标原点，并且是当有了一定的力时，加速度仍为零，说明摩擦力存在．应进行平衡摩擦力的步骤．
要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
根据牛顿第二定律写出a与F的关系方程，结合图象特点，可正确求解；
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．

解答 解：（1）根据描点法作出图象，如图所示：

（2）由图象知，当拉力为0.1N时，加速度仍然为零，原因为：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{m+M}$
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$＜mg，
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，所以应使托盘和砝码的总质量尽可能小一些．
（4）A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；
B、在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂“重物”，故B错误；  
C、打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故C错误； 
D平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确；
故选：AD；
（5）根据牛顿第二定律有：F=ma，故有a=$\frac{F}{m}$，所以在a-F图象中斜率表示$\frac{1}{m}$，故斜率大的质量小，三条图象斜率不同，故质量不同，图象3斜率最小，其质量最大，图象1斜率最大，质量最小，故AC错误，BD正确．
故选：BD．
（6）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，
得：s4-s1=3a1T2 
s5-s2=3a2T2 
 s6-s3=3a3T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）=$\frac{0.1026+0.0961+0.0895-0.0833-0.0768-0.0705}{{9×（0.1）}^{2}}$=0.64m/s2
故答案为：（1）如图所示；
（2）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（3）小；小．
（4）AD
（5）BD
（6）0.64

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题．要学会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．

练习册系列答案
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