Question

1．為了探究“加速度與力、質量的關系”，現提供如圖1所示實驗裝置．請思考探究思路并回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取的做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（2）研究加速度與力的關系時，保持小車質量不變，不同小組在實驗時得到右圖幾條a-F關系圖象，以下說法正確的是C
A、A圖象是正確平衡了摩擦力得到的結果；B圖象彎曲的原因是鉤碼的質量遠遠小于了小車的質量
B、B圖象形成的原因是長木板傾角過大；D圖象是因為平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力
C、B圖象彎曲的原因是沒有滿足鉤碼的質量遠遠小于小車質量，C圖象形成的原因是長木板傾角過大
D、C圖象形成的原因是長木板傾角過小；D圖象形成的原因是長木板傾角過大
科網]
（3）圖2為實驗中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出．所用交流電的頻率為50Hz，從紙帶上測出x₁=3.20cm，x₂=4.74cm，x₃=6.30cm，x₄=7.85cm，x₅=9.41cm，x₆=10.96cm．小車運動的加速度大小為1.55 m/s²（結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小．

解答 解：（1）把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，這樣在沒有繩子的拉力作用下，小車就會產生加速度．
故選：C．
（2）設小車加速度為a，
對小車：F=Ma
對重物：F-mg=ma
聯立解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以重物的質量m遠小于小車的質量M時，當m逐漸變大時，a逐漸變小，故圖象出現彎曲．
所以原因是圖B發生彎曲的原因是：鉤碼的質量不是遠小于車的質量．
圖C中當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，這是平衡摩擦力時木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過度引起的．
從圖D中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，是沒有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不夠引起的． 
綜上，故選：C
（3）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{9{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（7.85+9.41+10.96）×1{0}_{\;}^{-2}m-（3.20+4.74+6.30）×1{0}_{\;}^{-2}m}{9×0．{1}_{\;}^{2}}$
解得：a=1.55m/s²．
故答案為：（1）C   （2）C    （3）1.55

點評 實驗問題需要結合物理規律去解決．實驗中的第2題考查的是力學問題，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現象，這些我們都要從學過的力學知識中解決，紙帶的處理是運用勻變速直線運動的兩個推論去完成的．