Question

2．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動中：

（1）某同學在接通電源進行實驗之前，將實驗器材組裝成如圖1所示．請你指出該裝置中兩處錯誤或不妥之處：①打點計時器不應使用干電池，應使用交流電源；②小車初始位置離打點計時器太遠．
（2）改正實驗裝置后，該同學順利地完成了實驗．圖2是他在實驗中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為0.20m/s²．（圖中數(shù)據(jù)單位均為cm，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）為保證繩子對小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應滿足的關(guān)系是：m＜＜M．
（4）驗證牛頓第二定律”的實驗中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時，由于沒有注意始終滿足（3）中的條件，結(jié)果得到的圖象應是圖3中的D．

Answer 1

分析 （1）打點計時器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車應緊靠打點計時器，而在該圖中小車初始位置離打點計時器太遠．
（2）勻變速直線運動中平均速度等于中間時刻的瞬時速度．
（3）為保證繩子對小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應滿足m＜＜M．
（4）應用牛頓第二定律分析實驗誤差，然后答題．

解答 解：（1）①打點計時器應該用交變電流（圖中為直流電源）；
②小車初始位置離打點計時器太遠
（2）a=$\frac{（4.04-2×1.63）×0.01}{{（2×0.1）}^{2}}$=0.20m/s²
（3）為保證繩子對小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應滿足m＜＜M．
（4）隨著$\frac{1}{M}$增大，小車質(zhì)量在減小，因此小車質(zhì)量不再滿足遠大于砂和小砂桶的質(zhì)量，加速度不可能一直均勻增大，加速度的增大幅度將逐漸減小，最后趨近與定值g，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
故答案為：（1）①打點計時器不應使用干電池，應使用交流電源；
②小車初始位置離打點計時器太遠；
（2）0.20
（3）m＜＜M 
（4）D

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗方法、步驟，同時要會用紙帶求解瞬時速度，基礎題．