Question

14．在“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验中
（1）以下操作正确的是BC
A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B．平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D．实验时，应先放开小车，后接通电源．
（2）为了更直接地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用a-$\frac{1}{m}$关系图象表示出来．如果a-$\frac{1}{m}$图象是通过坐标原点的一条直线，则说明物体的加速度与质量成反比．
（3）如图是该实验中打点计时器打出的纸带，打点频率50Hz．O点为打出的第一个点，A、B、C、D、E、F、G是计数点，每相邻两计数点间有4个点未标出，OA=17.65cm、AB=11.81cm、BC=14.79cm、CD=17.80cm、DE=20.81cm、EF=23.80cm、FG=26.79cm，根据以上数据进行处理．物体的加速度是3.00m/s²，打F点时的速度是2.53m/s．（结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车；
（2）根据$a-\frac{1}{m}$图象得出物体加速度与质量的关系．
（3）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出物体的加速度．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出F点的速度．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，不挂重物，让小车滑行，若小车做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡，故A错误，B正确．
C、每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确．
D、实验时应先接通电源再释放小车，故D错误．
（2）a-$\frac{1}{m}$图象是通过坐标原点的一条直线，则说明a与$\frac{1}{m}$成正比，则a与m成反比．
（3）根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（20.81+23.80+26.79-11.81-14.79-17.80）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=3.00m/s²．
F点的瞬时速度${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{2T}=\frac{（23.80+26.79）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=2.53m/s．
故答案为：（1）BC （2）物体的加速度与质量成反比．（3）3.00   2.53

点评 探究加速度与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．对于力学中的基础实验一定要到实验室内亲自做一些，才能体会实验步骤、实验器材等基础知识，若不做实验而是通过背实验的方式学习实验往往效果不好．