Question

8．某實驗小組采用如圖1所示的實驗裝置探究小車加速度與力、質量的關系．

（1）下列關于該實驗的說法中正確的是B．
A．平衡摩擦力時，應將盤和盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器
D．在每次實驗時，應使砝碼和砝碼盤的總質量遠大于小車的質量
（2）該實驗小組采用正確的實驗步驟后，利用打點頻率為50Hz的打點計時器，得到的其中一條紙帶如圖2所示：（圖中每兩個計數點間還有四個點未畫出）
則在該次實驗中，小車運動的加速度大小為1.19m/s²（結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與拉力的關系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車；
（2）根據作差法求出加速度．

解答 解：（1）A、砝碼和砝碼盤的重力等于小車受到的拉力，因此在平衡小車受到的摩擦力時，不能將盤和盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上，故A錯誤；
B、平衡摩擦力是利用小車本身重力的下滑分量來進行的，即mgsin θ=μmgcos θ，由此式可以看出不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗時，應先接通打點計時器，等打點計時器工作穩(wěn)定后再放開小車，故C錯誤；
D、在該實驗中，認為砝碼和砝碼盤的重力等于細繩拉小車的拉力，實際上，由于砝碼和砝碼盤要加速下降，所以細繩對小車的拉力要小于砝碼和砝碼盤的重力，所以為了減小誤差，砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量，故D錯誤．
故選：B
（2）由于計數點之間的時間間隔為T=0.1s，所以由逐差法可得小車的加速度為a=$\frac{{x}_{CD}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.05+0.0623-0.0384-0.0262}{0.04}$=1.19m/s²．
故答案為：（1）B；（2）1.19

點評 探究加速與力的關系實驗時，要平衡摩擦力、應根據紙帶求出小車的加速度，掌握實驗的實驗注意事項是正確解題的關鍵．