Question

3．圖甲為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中小車A的質(zhì)量為m₁，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪足夠長的木板上，P的質(zhì)量為m₂，C為測(cè)力傳感器，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量，讀出測(cè)力器不同讀數(shù)F，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．

（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為交流（選填“交、直”）220V
（2）下列說法正確的是B
A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)來求解小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度
C．實(shí)驗(yàn)中m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁
D．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為$\frac{1}{2}$m₂g．
（3）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．由此可求得小車的加速度的大小是0.50m/s²．（交流點(diǎn)的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)必須要平衡摩擦；由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量；由牛頓第二定律可求解測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²求解加速度．
（3）如果沒有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．

解答 解：（1）電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用220V的交流電源；
（2）A、該實(shí)驗(yàn)首先必須要平衡摩擦力，木板不能與地面平行；故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)要通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)求解加速度，才能進(jìn)行驗(yàn)證；故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)不再用物體的重力來作為拉力；故不需要保證m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁；故C錯(cuò)誤；
D、由于重物向下加速度運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，拉力與加速度有關(guān)；故D錯(cuò)誤；．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²，有：
△x=0.0339-0.0289=a×0.1²
解得：a=0.50m/s²；
故答案為：（1）交流；220；（2）B；（3）0.50

點(diǎn)評(píng) 本題第1問選項(xiàng)C為易錯(cuò)選項(xiàng)，這個(gè)是課本參考實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)版，用這種方法可以準(zhǔn)確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個(gè)比課本參考方案更好的辦法，題目價(jià)值很高．