Question

19．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：
（1）当m与M的大小关系满足m＜＜M时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法正确的是：BC
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a=mg/M求出．
（3）乙图为本实验中接在50Hz的低压交流电上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但第3个计数点没有画出，设计数点1和2间距为S₁，计数点4和5间距为S_n由图数据可得计算加速度的表达式是a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$：该物体的加速度为0.74m/s²；（所有结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．
（2）平衡摩擦力时，不能挂盘；实验过程中，应保证绳和纸带与木板平行；小车的加速度应由纸带求出．
（3）物体做匀变速直线运动，由△x=at²可以求出物体的加速度．

解答 解：（1）当盘及盘中砝码的总质量m远小于小车及砝码总质量M时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．
（2）A、平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B、在实验前平衡一次摩擦力即可，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差，故C正确；
D、小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，
加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D错误；故选BC．
（3）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，
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=3aT²，
物体的计数点a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$=$\frac{0.0583m-0.0362m}{3{×（0.1）}^{2}}$≈0.74m/s²．
故答案为：（1）m＜＜M；（2）BC；（3）a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$；0.74．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理等问题，难度不大，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．