Question

6．某研究性学习小组分别用知图甲所示的装置并进行以下实验：
（1）“探究加速度与合外力关系”装置中，小车质量为M，弹簧测力计示数为F，使长木板倾斜平衡摩擦，改变沙桶和沙子总质量m，改变弹簧测力计示数F，用纸带侧出小车加速度为a，得到多组a，F值，滑轮为理想滑轮．
（i）为减小实验误差，下列做法正确的是BCD
A．要满足m＜＜M
B．平衡小车摩擦时，小车应取下细线
C．平衡小车摩擦时，应使小车带动纸带均匀打点
D．以F值作为小车所受合外力
（ii）当m较大时，a-F图线C
A．逐渐偏向横轴；B．逐渐偏向纵轴；C．仍保持原方向不变
（2）图乙为上述实验中打的一条纸带，则打点D时速度为0.8195m/s，小车的加速度为0.88m/s
（3）上述实验装置能否用来验证动能定理能（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 本实验用弹簧秤直接测量绳子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要满足m＜＜M，本实验需要平衡摩擦力．
利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求D的速度大小，利用逐差法根据△x=aT²可求物体的加速度．

解答 解：（1）（i）A、本实验用弹簧秤直接测量绳子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要满足m＜＜M，故A错误；
B、平衡小车摩擦时，小车应取下细线，让小车拖着纸带做匀速直线运动，此时小车带动纸带均匀打点，故BC正确；
D、绳子的拉力等于弹簧秤示数，则可以以F值作为小车所受合外力，故D正确．
故选：BCD
（ii）本实验，小车受到的合外力不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以m的大小比影响图象，即当m较大时，a-F图线仍保持原方向不变，故C正确．
故选：C
（2）每打5个点取一个计数点，相邻的计数点的时间间隔是0.1s，
根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速得D点的速度为：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0775+0.0864}{0.2}=0.8195m/s$，
根据作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0775+0.0864-0.0687-0.06}{0.04}=0.88$m/s²，
（3）上述实验装置可以验证动能定理，根据绳子拉力做的功与小车动能变化量的关系验证动能定理即可．
故答案为：（1）BCD，C；（2）0.8195，0.88；（3）能

点评 解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法，纸带的处理．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，特别注意本实验用弹簧秤直接测量绳子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要满足m＜＜M．