Question

19．如圖1，某實驗小組利用長木板、實驗小車、打點計時器及鉤碼等實驗裝置來探究質量一定時，物體的加速度與細繩拉力之間的關系．

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是C
A．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（2）為了減小實驗誤差，鉤碼的質量應遠小于（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）小車的質量；每次改變小車質量（或鉤碼質量）時，不需要（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力．
（3）實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到圖2的a-F圖象，可能是圖中的圖線丙．（選填“甲”、“乙”、“丙”）
（4）如圖3所示為某次實驗得到的紙帶，紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標出，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．由此可求得小車通過計數(shù)點3時的速度大小為0.31 m/s，小車的加速度大小0.49m/s²．（結果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力的方法是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；
（2）根據牛頓第二定律，運用整體法和隔離法求出拉力的表達式，確定用鉤碼總重力代替小車所受的拉力時，M和m的關系．
（3）如果沒有平衡摩擦力的話，就會出現(xiàn)當有拉力時，物體不動的情況．
（4）根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，求出加速度．

解答 解：（1）平衡摩擦力的方法是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．
故選：C．
（2）對整體分析，加速度a=$\frac{mg}{m+M}$，隔離對小車分析，根據牛頓第二定律得，細線的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{m+M}$，可知鉤碼質量m遠小于小車總質量M時，可以用鉤碼總重力代替小車所受的拉力．每次改變小車質量（或鉤碼質量）時不需要重新平衡摩擦力．
（3）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當有拉力時，物體不動的情況．故圖線為丙．
（4）每兩測量點間還有4個點未畫出，說明時間間隔T=0.1s
根據平均速度等于中時刻的瞬時速度，則有${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.0289+0.0338}{0.2}$=0.31m/s，
在連續(xù)相等時間內的位移之差△x=0.49cm=0.0049m，根據△x=aT²得，小車的加速度a=$\frac{0.0049}{0.01}$=0.49m/s²．
故答案為：（1）C，（2）遠小于，不需要；（3）丙，（4）0.31；0.49

點評 解決本題的關鍵掌握平衡摩擦力的方法以及知道圖線不過原點的原因，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解速度和加速度．