题目内容

15．利用图1所示装置可以做力学中的许多实验

（1）以下说法正确的是B
A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦力的影响
B．利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”：当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时，才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力
C．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-M关系图象不是直线，就可以确定加速度和质量成反比
（2）如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验：小车搁置在水平放置的长木板上，纸带连接车尾并穿过打点计时器，用来测小车的加速度a，小桶通过细线对小车施拉力F．
Ⅰ．某次实验得到的一条纸带如图2所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标为0、1、2、3、4．测得0、1两计数点间距离s1=30.0mm，3、4两计数点间距离s4=48.0mm，则小车的加速度为0.60m/s2．（结果取两位有效数字）
Ⅱ．在保持小车质量不变的情况下，改变对小车拉力F的大小，测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表：
F/N0.200.300.400.500.60
a/（ms-2）0.100.210.290.410.50
①根据测得的数据，在图3中作出a-F图象．
②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为0.10N．（结果取两位有效数字）
③若要使作出的a-F图线过坐标原点，需要调整实验装置，可采取以下措施中的C
A．增加小车的质量                B．减小小车的质量
C．适当垫高长木板的右端           D．适当增加小桶内砝码质量．

分析 （1）利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时，才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力；
（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；当拉力大于等于最大静摩擦时，物体开始运动；a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故需要平衡摩擦力，其方法是适当垫高长木板的右端．

解答 解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．
B、探究“小车的加速度与合外力的关系”：当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时，才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力，故B正确．
C、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a-m图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a-$\frac{1}{m}$图象，故C错误．
故选：B
（2）Ⅰ．每隔五个打印点取一个计数点，所以2，3两计数点间的时间间隔为T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：
s4-s1=3aT2，
所以解得：a=$\frac{0.048-0.030}{0.03}=0.60m/{s}^{2}$
Ⅱ．①在a-F图象中根据所给的数据描点．作图，如图所示：
②当拉力大于等于最大静摩擦时，物体开始运动，由上问所得a-F图象可知当拉力等于0.10N时物体开始运动，故最大静摩擦力为0.10N．
③若要使作出的a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故需要平衡摩擦力，其方法是适当垫高长木板的右端．故C正确．
故选：C．
故答案为：（1）B；（2）Ⅰ．0.60；Ⅱ．①0.10；如图所示：③C

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握，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．

练习册系列答案
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