Question

19．根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目．

（1）有关实验以及数据处理，下列说法正确的是BCD．
A．可以用天平测出小桶和砂的总质量m₁及小车和砝码的总质量m₂；根据公式a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}}$，求出小车的加速度
B．应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差
D．处理实验数据时采用a-$\frac{1}{M}$图象，是为了便于根据图线直观地作出判断
（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a-F关系可用图1中的哪个表示？D（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）
（3）图丙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7各相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：x_AB=4.20cm，x_BC=4.67cm、x_EF=5.91cm、x_FG=6.38cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=0.47m/s²（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力、质量的关系实验中，在砂桶总质量远小于小车及砝码总质量的情况下，可以认为小车受到的拉力等于砂桶重力；在实验前应平衡小车受到的摩擦力；小车的加速应根据打点计时器打出的纸带求出；为减小实验误差应多次几组实验数据，应用图象法处理实验数据；
（2）平衡摩擦力时，把导轨一端垫得过低，使得倾角偏小，平衡摩擦力不彻底，知有拉力时，加速度仍然为0，当拉力达到一定程度，小车才开始运动．
（3）根据逐差法即可求得小车的加速度．

解答 解：（1）A、小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，故A错误；
B、应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故B正确；
C、处理实验数据时应采用描点法画图象，可以减小误差，故C正确；
D、为了将图象画成我们熟悉的直线，更直观反映两个变量的关系．a与M成反比，故数据处理应作a-$\frac{1}{M}$图象，故D正确；
故选：BCD
（2）倾角偏小，平衡摩擦力不彻底，知有拉力时，加速度仍然为0．故选D
（3）根据$△x=a{T}_{\;}^{2}$，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$a=\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}}{2}=\frac{0.47+0.47}{2}m/{s}_{\;}^{2}=0.47m/{s}_{\;}^{2}$
故答案为：（1）BCD       （2）D      （3）0.47

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．对于课本中基础力学实验，要到实验室进行实际操作，这样才能明确实验步骤和具体的操作的含义