Question

6．在探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验中，如图1所示为实验装置简图
（1）实验前，要将带有滑轮的木板另一端垫起，目的是平衡摩擦力
（2）在进行（1）中操作时，不需要（填“需要”或“不需要”）将小盘及重物用细线通过定滑轮系在小车上
（3）为减小系数误差，应使小车和砝码的总质量远远大于（填“远远小于”，“远远大于”或“等于”）小盘和重物的总质量
（4）在探究物体的加速度a与质量m的关系时，为了更直观地反映二者的关系，往往用图象表示出来，该关系图象应该选用B
Aa-m图象   Ba-$\frac{1}{m}$图象
（5）实验时得到的纸带如图2所示，打点计时器所使用的交流电源的频率为50HZ，图中点为计数器，在每两相邻的计数点间还有4个点没有画出，则可计算小车运动的加速度为2.0m/s²（本空结果保留一位小数），打下C点时，小车的瞬时速度大小为0.51m/s

Answer 1

分析 实验时，我们认为绳子的拉力是小车受到的合外力，为达到这个目的，我们要先平衡摩擦力；
根据牛顿第二定律求出系统的加速度，最终求出绳子的拉力和小盘及重物的重力之间的关系得出只有m＜＜M时，
才有F≈mg，才有物体的加速度正比于物体所受的合外力．
要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．在探究加速度a与质量M的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-$\frac{1}{M}$图象．

解答 解：（1）实验时，我们认为绳子的拉力是小车受到的合外力，为达到这个目的，我们要先要将带有滑轮的木板另一端垫起，目的是平衡摩擦力．
（2）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，所以不需要将小盘及重物用细线通过定滑轮系在小车上．
（3）对小盘及重物：mg-F=ma；
对小车：F=Ma；
联立得：F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
故只有小车和砝码的总质量远远大于小盘和重物的总质量的情况下近似认为拉力等于mg．
（4）要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．
在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-$\frac{1}{m}$图象．
故选：B．
（5）小车通过计数C点的瞬时速度大小为v_C=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}=\frac{0.1020}{0.2}=0.51m/s$，
根据纸带可知△x=0.02m，根据a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$可得a=$\frac{0.02}{0．{1}^{2}}$=2.0m/s²．
故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）不需要； （3）远远大于； （4）B；（5）2.0；0.51

点评 根据实验原理求出绳子的拉力和加速度之间的关系，加速度和小盘及重物的重力之间的关系，加速度和摩擦因数之间的关系是解决本题的关键所在．