Question

7．某實驗小組利用如圖所示的裝置在進行“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”

（1）在實驗準(zhǔn)備過程中，發(fā)現(xiàn)實驗室有兩種打點計時器，如圖所示．則圖①的工作電壓為4-6V
（2）下列做法正確的是ABC（填字母代號）．
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行
B．適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車恰能拖著紙帶勻速下滑
C．實驗時，先接通打點計時器的電源再放小車
D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，需要每次都重新調(diào)節(jié)長木板傾斜度
（3）在探究加速度與外力關(guān)系時，為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）小車和小車上砝碼的總質(zhì)量．如果以上條件不滿足則會導(dǎo)致實驗誤差，為了消除實驗誤差又不受上述條件限制，請你提出一種改進的方案 （若要增加儀器，請寫出儀器的名稱）保持系統(tǒng)總質(zhì)量一定，每次增加外力時，可以從小車取得砝碼加入砝碼桶中．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)兩種計時器的特點與該實驗的原理解答即可；
（2）實驗要保證拉力等于小車受力的合力，要平衡摩擦力，細(xì)線與長木板平行；
（3）砝碼桶及桶內(nèi)砝碼加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需滿足砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．

解答 解：（1）圖1是電磁式打點計時器，電磁式打點計時器用4～6V低壓交流電；
（2）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不懸掛“重物”，使小車恰能拖著紙帶勻速下滑．故B正確；  
C、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器，故C正確； 
D、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D錯誤；
故選：ABC
（3）在平衡摩擦力后，根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當(dāng)M＞＞m時，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于重物的總重力．
如果以上條件不滿足則會導(dǎo)致實驗誤差，為了消除實驗誤差又不受上述條件限制，保持系統(tǒng)總質(zhì)量一定，每次增加外力時，可以從小車取得砝碼加入砝碼桶中；
或在小車上安裝拉力傳感器，直接測出小車所受的拉力．
故答案為：（1）4-6V；
（2）ABC；
（3）遠(yuǎn)小于，保持系統(tǒng)總質(zhì)量一定，每次增加外力時，可以從小車取得砝碼加入砝碼桶中；
（填：“在小車上安裝拉力傳感器，直接測出小車所受的拉力”也可以）

點評 這是高中力學(xué)實驗中的典型裝置，通過對本題的辨析，讓學(xué)生判斷不同實驗操作中的注意事項，并且考察對兩種打點計時器的認(rèn)識儀器對紙帶的處理方法．