Question

4．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系．將裝有力傳感器的小車放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)F₀． 再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F₁．釋放小車，記錄小車運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F₂．
（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車的加速度a=0.16m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）同一次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁＞F₂（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關(guān)系如圖丙．不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．圖象中F是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的D        
A、F₁    B、F₂    C、F₁-F₀     D、F₂-F₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律比較F₁和F₂的大�。�
（3）抓住F為小車所受的合力確定F的表達(dá)式．

解答 解：（1）由紙帶可知，在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=0.16cm，根據(jù)△x=aT²得加速度為：
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.16×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=0.16m/{s}^{2}$．
（2）將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F₁，此時(shí)F₁=mg，釋放小車后，根據(jù)牛頓第二定律有：
mg-F₂=ma，
可知F₂＜mg，則F₁＞F₂．
（3）研究a與F的關(guān)系，保持質(zhì)量不變，改變小車所受的合力，可知圖象中F=F₂-F₀，故D正確，ABC錯(cuò)誤．
故選：D．
故答案為：（1）0.16；（2）＞；（3）D；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究加速度與物體所受合力的關(guān)系，采用控制變量法，抓住小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的合力．掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解加速度和瞬時(shí)速度．