Question

19．根據“探究加速度與力、質量的關系”的實驗完成下面的題目．

（1）有關實驗以及數據處理，下列說法正確的是BCD．
A．可以用天平測出小桶和砂的總質量m₁及小車和砝碼的總質量m₂；根據公式a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}}$，求出小車的加速度
B．應使沙和小桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量，以減小實驗誤差
C．處理實驗數據時采用描點法畫圖象，是為了減小誤差
D．處理實驗數據時采用a-$\frac{1}{M}$圖象，是為了便于根據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1中的哪個表示？D（圖中a是小車的加速度，F是細線作用于小車的拉力）
（3）圖丙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7各相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數點之間的距離分別為：x_AB=4.20cm，x_BC=4.67cm、x_EF=5.91cm、x_FG=6.38cm．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.47m/s²（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質量的關系實驗中，在砂桶總質量遠小于小車及砝碼總質量的情況下，可以認為小車受到的拉力等于砂桶重力；在實驗前應平衡小車受到的摩擦力；小車的加速應根據打點計時器打出的紙帶求出；為減小實驗誤差應多次幾組實驗數據，應用圖象法處理實驗數據；
（2）平衡摩擦力時，把導軌一端墊得過低，使得傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0，當拉力達到一定程度，小車才開始運動．
（3）根據逐差法即可求得小車的加速度．

解答 解：（1）A、小車的加速度應通過打點計時器打出的紙帶求出，故A錯誤；
B、應使沙和小桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量，以減小實驗誤差，故B正確；
C、處理實驗數據時應采用描點法畫圖象，可以減小誤差，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與M成反比，故數據處理應作a-$\frac{1}{M}$圖象，故D正確；
故選：BCD
（2）傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0．故選D
（3）根據$△x=a{T}_{\;}^{2}$，有
${a}_{1}^{\;}=\frac{{x}_{BC}^{\;}-{x}_{AB}^{\;}}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{4.67cm-4.20cm}{（0.1s）_{\;}^{2}}$=$47cm/{s}_{\;}^{2}$=$0.47m/{s}_{\;}^{2}$
${a}_{2}^{\;}=\frac{{x}_{FG}^{\;}-{x}_{EF}^{\;}}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{6.38cm-5.91cm}{（0.1s）_{\;}^{2}}$=$47cm/{s}_{\;}^{2}$=$0.47m/{s}_{\;}^{2}$
所以$a=\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}}{2}=\frac{0.47+0.47}{2}m/{s}_{\;}^{2}=0.47m/{s}_{\;}^{2}$
故答案為：（1）BCD       （2）D      （3）0.47

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．對于課本中基礎力學實驗，要到實驗室進行實際操作，這樣才能明確實驗步驟和具體的操作的含義