Question

1．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．
（1）本實(shí)驗(yàn)儀器：A．長(zhǎng)木板；B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶；C．細(xì)繩、小車、砝碼；D．裝有細(xì)砂的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺．還缺少的一件器材是天平．
（2）下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是BC．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤和盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再放開小車
D．在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
（3）該實(shí)驗(yàn)小組采用正確的實(shí)驗(yàn)步驟后，利用打點(diǎn)頻率為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，得到的其中一條紙帶如圖3所示：（圖中每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出）則在該次實(shí)驗(yàn)中，打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.562m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.19m/s²（以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
（4）在“探究加速度與合外力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖2所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因?yàn)槠胶饽Σ亮�過度．

Answer 1

分析 （1）本題需測(cè)量小車的質(zhì)量，所以還需要天平；
（2）探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車；
（3）根據(jù)平均速度公式可求得D點(diǎn)的瞬時(shí)速度，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，根據(jù)作差法求出加速度；
（4）分析圖象，明確圖象截距的意義，從而明確實(shí)驗(yàn)誤差原因．

解答 解：（1）本題要測(cè)量小車的質(zhì)量，則需要天平，所以還缺少的一件器材是天平；
（2）碼和砝碼盤的重力等于小車受到的拉力，因此在平衡小車受到的摩擦力時(shí)，不能將盤和盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，故A錯(cuò)誤；
B、平衡摩擦力是利用小車本身重力的下滑分量來進(jìn)行的，即mgsin θ=μmgcos θ，由此式可以看出不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再放開小車，故C正確；
D、在該實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為砝碼和砝碼盤的重力等于細(xì)繩拉小車的拉力，實(shí)際上，由于砝碼和砝碼盤要加速下降，所以細(xì)繩對(duì)小車的拉力要小于砝碼和砝碼盤的重力，所以為了減小誤差，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．
故選：BC；
（3）由圖可知，AB=2.62cm=0.0262m；BC=3.84cm=0.0384m；CD=5.00cm=0.05m；DE=6.23cm=0.0623m；
D點(diǎn)的速度等于CE段的平均速度，故有：v_D=$\frac{0.0500+0.0623}{2×0.1}$=0.562m/s；
根據(jù)逐a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$可得：a=$\frac{（CE-AC）}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.05+0.0623）-（0.0262+0.0384）}{4×0.01}$=1.19m/s²；
（4）當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，
故答案為：（1）天平（2）BC；（3）0.562；1.19；（4）平衡摩擦力過度

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，能夠運(yùn)用逐差法求解加速度，知道圖象的含義，難度適中．