實(shí)驗(yàn)四探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系例1(1)B(2)D(3)反比槽碼[解析](1)為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力,故應(yīng)使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;為了保證小車所受細(xì)線拉力等于小車所受合力,則需要調(diào)整墊塊位置以平衡阻力,也要保持細(xì)線和長木板平行,故B正確;平衡阻力時(shí)不能移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶,需要通過紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;根據(jù)操作要求,應(yīng)先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車,故D錯(cuò)誤.(2)根據(jù)逐差法可知S5-S1=4a1T2,S6-S2=4a2T2,S7-S3=4a3T2,S8-S4=4a4T2,聯(lián)立可得小車加速度表達(dá)式為a=14S8-S44T2+S7-S3(3)根據(jù)圖像可知1a與M成正比,故在所受外力一定的條件下,a與M成反比;設(shè)槽碼的質(zhì)量為m,則由牛頓第二定律得mg=(m+M)a,化簡可得1a=1mg·M+1g,故斜率越小,槽碼的質(zhì)量m越大,例2(1)BD(2)1.1(3)未滿足小車和小車上砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和傳感器的總質(zhì)量-m(4)A[解析](1)實(shí)驗(yàn)中將細(xì)線的拉力作為小車受到的合外力,故需要將帶滑輪的長木板左端墊高,以平衡阻力,故A錯(cuò)誤;為了減小誤差,調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳匚锏募?xì)線與長木板保持平行,讓細(xì)線的拉力等于小車受到的合力,故B正確;本實(shí)驗(yàn)可通過拉力傳感器直接測(cè)得細(xì)線拉力,故實(shí)驗(yàn)中探究力與小車加速度關(guān)系時(shí)不需要保證重物質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;為了充分利用紙帶,小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,故D正確.(2)由題可得打點(diǎn)周期T=1f=0.02s,重物下落的加速度a=xCE-xAC(3)對(duì)重物與小車和小車上的砝碼有mg-FT=ma,FT=Ma,解得a=mgM+m,只有m遠(yuǎn)小于M時(shí),a?1M圖線才成線性關(guān)系,圖丙中實(shí)線所示的a?1M圖線偏離直線的主要原因是未滿足小車和小車上砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和傳感器的總質(zhì)量;圖丁中有mg-FT=ma,FT=Ma,解得M=mg1a-m(4)實(shí)驗(yàn)符合F=Ma,解得a=1MF,根據(jù)圖戊和牛頓第二定律可知2F=Ma,解得a=2MF,則圖戊實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖己中圖線斜率較大,例3(4)較大較小(5)如圖所示(6)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量對(duì)鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有F-FT=ma,對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有FT=Ma,聯(lián)立解得F=(M+m)a,變形得a=1M+mF,當(dāng)m?M時(shí),可認(rèn)為m+M≈M,則a=1MF,即a與[解析](4)根據(jù)題圖2分析可知,與圖線甲相比,圖線乙的線性區(qū)間較大,非線性區(qū)間較小.(5)在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn),結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的直線連接各點(diǎn),使盡可能多的點(diǎn)在線上,不在線上的點(diǎn)均勻地分布在線的兩側(cè).作出圖線丙如圖所示.例4(1)①等間距(2)①AB②1.121.02③1n=mgM+7m·1a+mM+7m[解析](1)①改變軌道的傾角,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列等間距的點(diǎn),表明小車沿傾斜軌道勻速下滑.(2)①為了打點(diǎn)穩(wěn)定,接通電源后,再將小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放,故A正確;為使細(xì)線的拉力等于小車所受的合力,小車下滑時(shí),位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行,故B正確;由于該實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理不同,故細(xì)線拉力不需要近似等于槽碼的重力,不需要使質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;若細(xì)線下端懸掛著2個(gè)槽碼,小車加速下滑,槽碼加速上升,槽碼超重,故細(xì)線對(duì)小車的拉力大于2個(gè)槽碼的重力,則小車下滑過程中受到的合外力小于5mg,故D錯(cuò)誤.②相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=5×1f=5×150s=0.1s,根據(jù)逐差法求出小車加速度大小為a=x47-x143T)2=96.4+85.4+74.2-63.0-51.8-40.69×0.12×10-3m/s2≈1.12m/s2,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程平均速度,在打“6”點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為v6=x572T=85.4+96.42×0.1×10-3m/s=0.909m/s,在打“7”點(diǎn)時(shí)小車的速度大小v7③小車勻速時(shí)有Mgsinθ-7mg=0,減小n個(gè)槽碼后,對(duì)小車和槽碼分別有Mgsinθ-FT=Ma、FT-(7-n)mg=(7-n)ma,整理得1n=mgM+7m·1a④1n?1a圖像的斜率為k=mgM+7m=0.20m/s2,解得M=0例5(1)不需要不需要(2)1M=-1m+gm·1a[解析](1)在平衡木板對(duì)滑塊的摩擦力時(shí)不需要在細(xì)線的下端掛上鉤碼,以使得滑塊的重力沿下滑方向的分力恰好等于摩擦力;本實(shí)驗(yàn)通過傳感器讀出加速度,不需要用鉤碼的重力代