Question

14．某實驗小組成員要做探究加速度與合外力、質量關系實驗．

（1）實驗前要平衡摩擦力，關于平衡摩擦力，下列說法正確的是B．
A．平衡摩擦力的方法就是，通過改變懸掛鉤碼的質量，使小車能勻速滑動
B．平衡摩擦力的目的，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力
C．平衡摩擦力時，若小車能從墊斜的木板上靜止開始下滑，則表明摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡
D．若改變小車的質量，則需要重新平衡摩擦力
（2）實驗中打點計時器使用的電源頻率為50Hz，如圖1為實驗中打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出，從紙帶上測出x₁=4.20cm，x₂=5.52cm，x₃=9.42cm，x₄=10.70cm，則木塊加速度的大小a=2.2m/s²（保留兩位有效數字）．
（3）小組成員中甲、乙兩同學先后在同一實驗裝置中做研究加速度與合外力關系實驗，根據各自測得的數據在同一坐標紙上作出a-F圖象如圖2所示，根據圖象可知，這兩個同學實驗操作時，都沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，若甲、乙兩同學所用小車的質量分別為m_甲、m_乙，由圖可知，m_甲小于m_乙，（選填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）實驗前要平衡摩擦力，使小車受到的合力等于細線的拉力；平衡摩擦力后在實驗過程中不需要再平衡摩擦力．
（2）應用勻變速直線運動的推論：△x=at²可以求出加速度．
（3）求出圖象的函數表達式，分析圖示圖象根據圖象特點分析答題．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力的方法就是，不掛鉤碼，讓小車與紙帶相連，調節斜面的傾角直到小車在斜面上做勻速直線運動為止，故A錯誤；
B、平衡摩擦力的目的，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力，故B正確；
C、平衡摩擦力時，小車能在斜面上做勻速直線運動表明摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡，故C錯誤；
D、平衡摩擦力后改變小車的質量時不需要重新平衡摩擦力，故D錯誤；故選B；
（2）電源頻率為50Hz，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出，則計數點間的時間間隔：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）由圖象圖象可知，當拉力大到一定值時才產生加速度，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
由牛頓第二定律可知：a=$\frac{1}{m}$F，則圖象的斜率：k=$\frac{1}{m}$，由圖示圖象可知：k_甲＞k_乙，則：m_甲＜m_乙；
故答案為：（1）B；（2）2.2；（3）平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；小于．

點評 探究加速度與力、質量關系實驗前要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法；由勻變速直線運動的推論可以求出加速度；求出圖象的函數表達式可以比較兩小車的質量關系．求加速度時要注意計數點間的時間間隔，這是易錯點．