Question

為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”，請思考探究思路并回答下列問題：
（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

 

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）在“探究加速度與力、質(zhì)量關系”的實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則小車加速度的表達式為a=

 

；實驗中使用的電火花計時器使用

 

電源（填“直流”或“交流”），工作電壓

 

V．
（3）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，可用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時鉤碼m與小車總質(zhì)量M之間應滿足的關系為

 

；
（4）在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因．
答：

 

．

Answer 1

分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，了解平衡摩擦力的方法；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小，得出電火花打點計時器的220V電壓的交流電源；
（3）根據(jù)牛頓第二定律，求出小車實際的拉力大小，然后和mg進行比較，可以得出結(jié)論；
（4）圖線不通過坐標原點，當F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答：解：（1）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，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力大小等于繩子的拉力，故ABD錯誤，C正確．
故選：C．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT²，有：
x₆-x₃=3a₁T²     ①
x₅-x₂=3a₂T²      ②
x₄-x₁=3a₃T²       ③
a=

a1+a2+a3

3

④
聯(lián)立①②③④解得：a=

(x4+x5+x6)-(x3+x2+x1)

9T2

；
電火花打點計時器接220V交流電壓．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

m+M

=

mg

1+ m M

，由此可知當m＜＜M時，即當鉤碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力．
故答案為：m＜＜M．
（4）從圖象可以看出當有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，
所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
故答案為：（1）C；   （2）

(x4+x5+x6)-(x3+x2+x1)

9T2

；交流　220；
（3）m＜＜M；   （4）實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

點評：對于實驗問題首先要明確實驗原理，理解重要步驟的操作，熟練應用基本物理解決實驗問題，注意掌握用逐差法求加速度的方法．
實驗時要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或過平衡摩擦力都是錯誤的．