Question

20．如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m₁，小桶（及砝码）的质量为m₂．
（1）下列说法正确的是CD．
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验m₁应远大于m₂
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$图象

（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象，可能是图2中的图线丙．（选填“甲”、“乙”、“丙”）
（3）如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带，根据图中给出的数据可以算出a=4.02m/s²．（计算结果保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）实验时需要提前做的工作有两个：①平衡摩擦力，且每次改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，因为f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了．②让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m；
（2）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况；
（3）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）A、平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A错误．
B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．
C、让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}$m₂g，故应该是m₂＜＜m₁，故C正确．
D、F=ma，所以：a=$\frac{1}{{m}_{1}}$F，当F一定时，a与$\frac{1}{{m}_{1}}$成正比，故D正确．
故选：CD
（2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为丙．
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²得：a=$\frac{0.0833+0.0768+0.0705-0.0641-0.0574-0.0512}{9×0.0{4}^{2}}$=4.02m/s²．
故答案为：（1）CD；（2）丙；（3）4.02

点评 会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，且会根据原理分析实验误差．