Question

4．某同學(xué)采用圖1所示的裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，按實(shí)驗(yàn)要求安裝好器材后，應(yīng)按一定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列給出供選擇的操作步驟：
A．保持配重的砝碼的質(zhì)量不變，在小車(chē)?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次
B．保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變配重的砝碼的質(zhì)量，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次
C．用天平測(cè)出小車(chē)和砝碼的質(zhì)量
D．在長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力
E．根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，分別畫(huà)出a-F和a-$\frac{1}{M}$ 圖象
F．用秒表測(cè)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
G．將裝有配重的砝碼用細(xì)線通過(guò)定滑輪系到小車(chē)上，接通電源，釋放小車(chē)，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)
以上步驟中，不必要的步驟是F，正確步驟的合理順序是CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）．（填寫(xiě)代表字母）
（2）該同學(xué)最終所得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的a-F圖線如圖2所示，從圖中我們可以看出圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線．根據(jù)該圖線可以確定下列判斷中錯(cuò)誤的是B．
A．本實(shí)驗(yàn)中小車(chē)的質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合力成正比
B．小車(chē)的加速度可能大于重力加速度g
C．可以確定小車(chē)的質(zhì)量約為0.50kg
D．實(shí)驗(yàn)中配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，不能使用直流電，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理知，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要測(cè)量質(zhì)量；
由原理F=Ma結(jié)合圖象可分析：F與a的關(guān)系，斜率的意義即可．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是記錄時(shí)間的儀器，所以不需要秒表測(cè)量時(shí)間，故F沒(méi)有必要．
實(shí)驗(yàn)的常規(guī)的步驟是：1．按照儀器；2．將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，處于靜止?fàn)顟B(tài)；3．開(kāi)始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開(kāi)紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源；4．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)．故正確步驟的合理順序是CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）．
（2）A、由圖線可得：F與a成正比，小車(chē)的質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力成正比，故A正確．
B、小車(chē)的加速度：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以加速度不可能大于g，故B錯(cuò)誤．
C、圖線的斜率k=$\frac{1}{M}$=$\frac{0.2}{0.1}$=2，所以：M=0.50kg，故C正確．
D、因?yàn)閳D線是過(guò)原點(diǎn)的直線，故滿足配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M，故D正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選：B；
故答案為：（1）F，CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）； （2）B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，知道重錘的質(zhì)量可以不測(cè)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶；
對(duì)該實(shí)驗(yàn)要明確實(shí)驗(yàn)原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)器材的選擇，誤差分析，注意事項(xiàng)等問(wèn)題進(jìn)行分析會(huì)起到事半功倍的效果，難度適中．