Question

6．某研究性學(xué)習(xí)小組分別用知圖甲所示的裝置并進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
（1）“探究加速度與合外力關(guān)系”裝置中，小車質(zhì)量為M，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F，使長(zhǎng)木板傾斜平衡摩擦，改變沙桶和沙子總質(zhì)量m，改變彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F，用紙帶側(cè)出小車加速度為a，得到多組a，F(xiàn)值，滑輪為理想滑輪．
（i）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是BCD
A．要滿足m＜＜M
B．平衡小車摩擦?xí)r，小車應(yīng)取下細(xì)線
C．平衡小車摩擦?xí)r，應(yīng)使小車帶動(dòng)紙帶均勻打點(diǎn)
D．以F值作為小車所受合外力
（ii）當(dāng)m較大時(shí)，a-F圖線C
A．逐漸偏向橫軸；B．逐漸偏向縱軸；C．仍保持原方向不變
（2）圖乙為上述實(shí)驗(yàn)中打的一條紙帶，則打點(diǎn)D時(shí)速度為0.8195m/s，小車的加速度為0.88m/s
（3）上述實(shí)驗(yàn)裝置能否用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理能（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)用彈簧秤直接測(cè)量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M，本實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力．
利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求D的速度大小，利用逐差法根據(jù)△x=aT²可求物體的加速度．

解答 解：（1）（i）A、本實(shí)驗(yàn)用彈簧秤直接測(cè)量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M，故A錯(cuò)誤；
B、平衡小車摩擦?xí)r，小車應(yīng)取下細(xì)線，讓小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小車帶動(dòng)紙帶均勻打點(diǎn)，故BC正確；
D、繩子的拉力等于彈簧秤示數(shù)，則可以以F值作為小車所受合外力，故D正確．
故選：BCD
（ii）本實(shí)驗(yàn)，小車受到的合外力不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以m的大小比影響圖象，即當(dāng)m較大時(shí)，a-F圖線仍保持原方向不變，故C正確．
故選：C
（2）每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1s，
根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速得D點(diǎn)的速度為：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0775+0.0864}{0.2}=0.8195m/s$，
根據(jù)作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0775+0.0864-0.0687-0.06}{0.04}=0.88$m/s²，
（3）上述實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證動(dòng)能定理，根據(jù)繩子拉力做的功與小車動(dòng)能變化量的關(guān)系驗(yàn)證動(dòng)能定理即可．
故答案為：（1）BCD，C；（2）0.8195，0.88；（3）能

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法，紙帶的處理．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，特別注意本實(shí)驗(yàn)用彈簧秤直接測(cè)量繩子拉力，不需要用沙桶和沙子的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M．