Question

17．根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗完成下面的題目．
（1）有關實驗以及數(shù)據(jù)處理，下列說法正確的是ACD．
A．應使砂和小桶的總質(zhì)量遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量，以減小實驗誤差
B．可以用天平測出小桶和砂的總質(zhì)量m及小車和砝碼的總質(zhì)量M；根據(jù)公式a=$\frac{mg}{M}$，求出小車的加速度
C．處理實驗數(shù)據(jù)時采用描點法畫圖象，是為了減小誤差
D．處理實驗數(shù)據(jù)時采用a-$\frac{1}{M}$ 圖象，是為了便于根據(jù)圖線直觀地作出判斷
（2）某學生在平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大．他所得到的a-F關系可用圖甲中的哪個表示？C（圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）．

（3）某學生將實驗裝置按如圖乙所示安裝好，準備接通電源后開始做實驗．他的裝置圖中，明顯的錯誤是打點計時器使用直流電源；小車與打點計時器間的距離太長；木板水平，沒有平衡摩擦力（寫出兩條）．
（4）圖丙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：x_AB=4.22cm、x_BC=4.65cm、x_CD=5.08cm、x_DE=5.49cm，x_EF=5.91cm，x_FG=6.34cm．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）在“驗證牛頓第二定律的實驗”中要注意平衡摩擦力；同時要注意根據(jù)實驗的原理和實驗方法分析實驗中的注意事項及實驗結(jié)論；
（2）在探究加速度與力、質(zhì)量的關系時，應平衡摩擦力，平衡摩擦力時如果木板墊得過高，平衡摩擦力過度，小車受到的合力大于拉力，a-F圖象在a軸上有截距；如果沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車受到的合力小于拉力，a-F圖象在F軸上有截距．
（3）分析實驗裝置的安裝情況，從而明確出現(xiàn)的明顯錯誤；
（4）根據(jù)逐差法即可求得小車的加速度．

解答 解：（1）A為保證繩拉小車的力等于砂和小桶的總重力大小，應使砂和小桶的總質(zhì)量遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量，以減小實驗誤差，故A正確；
B、小車的加速度應通過打點計時器打出的紙帶求出，故B錯誤；
C、采用描點法畫圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，不僅可以減小誤差，還可以形象直觀地反映出物理量之間的關系，故C正確；
D、為了將圖象畫成我們熟悉的直線，更直觀反映兩個變量的關系．a(chǎn)與M成反比，故數(shù)據(jù)處理應作a-M₁圖象，故D正確．
故選：ACD．
（2）在平衡摩擦力時，把長木板的一側(cè)墊得過高，使得傾角偏大，小車重力沿木板向下的分力大于小車受到摩擦力，小車受到的合力大于砂桶的拉力，在砂桶對小車施加拉力前，小車已經(jīng)有加速度；在探究物體的加速度與力的關系時，作出的a-F圖線在a軸上有截距，故C正確．
故選：C．
（3）由實驗原理圖可知，打點計時器用的必須是交流電，圖中用的是直流電；小車釋放的位置應該靠近計時器，以便測量更多的數(shù)據(jù)來減小誤差；同時木板水平，沒有平衡摩擦力．
（4）由逐差法可以求出a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（0.0634+0.0591+0.0549）-（0.0508+0.0464+0.0422）}{0.09}$=0.42m/s²．
故答案為 （1）ACD； （2）C；（3）打點計時器使用直流電源；小車與打點計時器間的距離太長；木板水平，沒有平衡摩擦力；（4）0.42

點評 本題考查了“探究加速度與力、質(zhì)量關系”的實驗中注意事項以及利用圖象處理數(shù)據(jù)等基本知識，要注意動手實驗，加強對基礎實驗的理解，同時注意掌握逐差法的正確應用．