Question

14．某实验小组成员要做探究加速度与合外力、质量关系实验．

（1）实验前要平衡摩擦力，关于平衡摩擦力，下列说法正确的是B．
A．平衡摩擦力的方法就是，通过改变悬挂钩码的质量，使小车能匀速滑动
B．平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
C．平衡摩擦力时，若小车能从垫斜的木板上静止开始下滑，则表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡
D．若改变小车的质量，则需要重新平衡摩擦力
（2）实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，如图1为实验中打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测出x₁=4.20cm，x₂=5.52cm，x₃=9.42cm，x₄=10.70cm，则木块加速度的大小a=2.2m/s²（保留两位有效数字）．
（3）小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，根据各自测得的数据在同一坐标纸上作出a-F图象如图2所示，根据图象可知，这两个同学实验操作时，都没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，若甲、乙两同学所用小车的质量分别为m_甲、m_乙，由图可知，m_甲小于m_乙，（选填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）实验前要平衡摩擦力，使小车受到的合力等于细线的拉力；平衡摩擦力后在实验过程中不需要再平衡摩擦力．
（2）应用匀变速直线运动的推论：△x=at²可以求出加速度．
（3）求出图象的函数表达式，分析图示图象根据图象特点分析答题．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是，不挂钩码，让小车与纸带相连，调节斜面的倾角直到小车在斜面上做匀速直线运动为止，故A错误；
B、平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故B正确；
C、平衡摩擦力时，小车能在斜面上做匀速直线运动表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡，故C错误；
D、平衡摩擦力后改变小车的质量时不需要重新平衡摩擦力，故D错误；故选B；
（2）电源频率为50Hz，相邻两计数点间还有4个打点未画出，则计数点间的时间间隔：t=5×0.02s=0.1s，
由：△x=at²可知加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.1070-0.0420}{3×0．{1}^{2}}$≈2.2m/s²；
（3）由图象图象可知，当拉力大到一定值时才产生加速度，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
由牛顿第二定律可知：a=$\frac{1}{m}$F，则图象的斜率：k=$\frac{1}{m}$，由图示图象可知：k_甲＞k_乙，则：m_甲＜m_乙；
故答案为：（1）B；（2）2.2；（3）平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；小于．

点评 探究加速度与力、质量关系实验前要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法；由匀变速直线运动的推论可以求出加速度；求出图象的函数表达式可以比较两小车的质量关系．求加速度时要注意计数点间的时间间隔，这是易错点．