Question

19．图1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A的质量为m_A，小桶B（及砝码）的质量为m_B．
（1）下列说法正确的是AD． （多选）
A．本实验m_B应远小于m_A
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
D．用图象探究加速度与质量关系时，应作a-$\frac{1}{{m}_{A}}$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2，可能是图中的图线丙．（选填“甲”、“乙”或“丙”）
（3）如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小0.49m/s²．（结果保留二位有效数字）

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）利用逐差法△x=aT²可以求出物体的加速度大小．

解答 解：（1）A、让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为实际上绳子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{A}}{{m}_{A}+{m}_{B}}$m_Ag，故应该是m_B＜＜m_A，才能近似认为拉力等于小桶的重力；故A正确；
B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．
C、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C错误．
D、由F=ma可得：a=$\frac{1}{{m}_{1}}F$，当F一定时，a与$\frac{1}{{m}_{1}}$成正比，故应作出a-$\frac{1}{{m}_{A}}$图象进行分析；故D正确．
（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）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=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：a=$\frac{0.0289-0.0240}{0.01}$=0.49m/s²．
故答案为：（1）AD；（2）丙；（3）0.49

点评 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．