Question

【題目】如圖甲所示是研究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的細(xì)繩通過滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小，改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)．完成下列問題：

①實(shí)驗(yàn)中需要_____．

A．測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量

B．保持細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

C．保持小車的質(zhì)量不變

D．滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

②實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離如圖乙所示．電源的頻率為50HZ，則打點(diǎn)時(shí)小車速度大小為___m/s，小車的加速度大小為_____m/s2．（均保留三位有效數(shù)字）

③實(shí)驗(yàn)中描繪出圖象如圖丙所示，圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_____________．

Answer 1

【答案】BC 0.416 1.48 平衡摩擦力過度

【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟；

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小；

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距。

(1) A項(xiàng)：繩子的拉力可以通過拉力傳感器測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜度，讓小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要調(diào)整長(zhǎng)木板上滑輪的高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，故B正確；

C項(xiàng)：本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，要研究小車加速度與力關(guān)系，必須保持小車的質(zhì)量不變，故C正確；

D項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測(cè)出，不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。

故選：BC。

(2) 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：

T=5×0.02s=0.1s。

B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為：

根據(jù)△x=aT2可得：xCE-xAC=a（2T）2，代入數(shù)據(jù)解得：；

(30由圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的。即在實(shí)際操作中，平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大，即平衡摩擦力過度。