例1 某实验小组利用如图(a)所示的装置探究加速度与物体质量、物体受力的关系。 图(a) (1)下列做法正确的是 (选填字母代号)。? A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上 C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源 D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度 (2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是:砝码桶及桶内砝码的总质量 (选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量。? (3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图(b)中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲 m乙,μ甲 μ乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)? 图(b) 答案 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于 解析 (1)实验中细绳要与长木板保持平行,A项正确;平衡摩擦力时,不应该将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上,B项错误;实验时应先接通电源再放开木块,C项错误;平衡摩擦力后,通过增减木块上的砝码改变质量时不需要再重新平衡摩擦力,D项正确。 (2)设木块和木块上砝码的总质量为M,砝码桶及桶内砝码的总质量为m,则细绳上的拉力为F=Ma=M=mg,可见,当砝码桶和桶内砝码的总质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时,可得F≈mg。 (3)不平衡摩擦力时,有F-μmg=ma,则a=-μg,a-F图线的斜率大,对应的木块质量小,图线纵轴截距绝对值大,对应的木块与木板间的动摩擦因数大,因此m甲μ乙。 变式1 小王同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系,小车及砝码的质量用M表示,砂桶及砂的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。 甲 (1)往砂桶中加入一定量的砂子,当M与m的大小关系满足 时,可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂的重力;在释放小车 (填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。? (2)在平衡摩擦力后,他用打点计时器打出的纸带的一段如图乙所示,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50 Hz,则小车的加速度大小是 m/s2,当打点计时器打B点时小车的速度是 m/s。(结果保留三位有效数字)? 乙 (3)小张同学用同一装置做实验,他们俩在同一坐标系中画出的a-F关系图线如图所示,小张和小王同学做实验,哪一个物理量是不同的 。? 答案 (1)M?m 之前 (2)0.390 0.377 (3)小车及砝码的质量 解析 (1)小车实际的加速度为a=,绳子拉力为F=Ma=,因此只有当M?m时,拉力F才近似等于mg;实验中应先接通电源再释放小车。 (2)纸带上相邻两个计数点间有4个点未标出,则T=0.1 s,a==0.390 m/s2,vB=≈0.377 m/s。 (3)a-F图线的斜率表示小车及砝码的质量的倒数,因此小车及砝码的质量不同。 考点二 实验数据处理和误差分析 例2———探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示,已知打点计时器所用电源频率为50 Hz,试回答下列问题。 甲 (1)实验中在平衡小车与木板之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算:打C点时小车的速度大小为 m/s;小车运动的加速度大小为 m/s2。(结果保留三位有效数字)? 乙 (2)平衡好摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝 ... ...
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