Question

14．如圖1所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車(chē)，B為裝有砝碼的小盤(pán)，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50Hz交流電，小車(chē)A的質(zhì)量為m₁，砝碼及小盤(pán)B的質(zhì)量為m₂．

（1）下列說(shuō)法正確的是CD．
A、長(zhǎng)木板C必須保持水平
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C、本實(shí)驗(yàn)m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁
D、在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$圖象
（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)．且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則計(jì)算小車(chē)加速度的表達(dá)式為a=$\frac{{x}_{4}+{{x}_{5}+x}_{6}{-x}_{1}-{{x}_{2}-x}_{3}}{{9T}^{2}}$，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下F點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為v_y=$\frac{{{x}_{5}+x}_{6}}{2T}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼及小盤(pán)的質(zhì)量m．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上F點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中要平衡摩擦力，長(zhǎng)木板的一端要墊高，所以不能水平放置，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)，故B錯(cuò)誤．
C、讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{1}}{{{m}_{1}+m}_{2}}$m₂g，故應(yīng)該是m₂＜＜m₁，故C正確．
D：F=ma，所以：a=$\frac{1}{{m}_{1}}$F，
所以應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{1}}$圖象，故D正確．
故選：CD．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{{x}_{4}+{{x}_{5}+x}_{6}{-x}_{1}-{{x}_{2}-x}_{3}}{{9T}^{2}}$；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上F點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�
v_F=$\frac{{{x}_{5}+x}_{6}}{2T}$；
故答案為：（1）CD
（2）$\frac{{x}_{4}+{{x}_{5}+x}_{6}{-x}_{1}-{{x}_{2}-x}_{3}}{{9T}^{2}}$；$\frac{{{x}_{5}+x}_{6}}{2T}$

點(diǎn)評(píng) 會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼及小盤(pán)的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．