Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

(1)下面列出了一些實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：__________。

A、天平（附砝碼） B、秒表 C、刻度尺（最小刻度為mm） D、低壓交流電源

(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡小車和紙帶運(yùn)動過程中所受的阻力，正確的做法是____。

A、小車放在木板上，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)沿木板做勻速直線運(yùn)動。

B、小車放在木板上，掛上砂桶，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運(yùn)動。

C、小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動。

(3)實(shí)驗(yàn)中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運(yùn)動的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是___________。這樣，在改變小車上砝碼的質(zhì)量時(shí)，只要砂和砂桶質(zhì)量不變，就可以認(rèn)為小車所受拉力幾乎不變。

(4)如圖為某次實(shí)驗(yàn)紙帶，在相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)打點(diǎn)未畫出，用刻度尺測得：S1＝0.55 cm，S2＝0.94 cm，S3＝1.35 cm，S4＝1.76 cm，S5＝2.15 cm，S6＝2.54 cm。

①相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為____________ s；

②計(jì)數(shù)點(diǎn)“6”和“7”的位移S7比較接近于____________（填“A、B、C、D”序號）

A、2.76 cm B、2.85 cm C、2.96 cm D、3.03 cm

③打下“3”點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v3=__________m/s；小車的加速度a＝_____________ m/s2。(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(5)某小組在研究“外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)。在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧：甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量M的圖像，如圖（甲），然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗(yàn)證a與其質(zhì)量倒數(shù)1/M是否成正比，并作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)1/M的圖像，如圖（乙）所示。你認(rèn)為_______同學(xué)（選填“甲”或“乙”）的方案更合理。

Answer 1

【答案】（1）ACD　　　　　　 （2）C　 （3）m＜＜M （4）①0.1 ②C ③0.16 0.40 （5）乙

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材分析答題；
（2）實(shí)驗(yàn)前要把木板的一端墊高以平衡摩擦力，使小車受到的合力等于繩子的拉力；
（3）當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力；
（4）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論：△x=at2可以求出加速度；
（5）為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，作出的圖象應(yīng)為直線，根據(jù)題意應(yīng)用牛頓第二定律分析答題；

（1）實(shí)驗(yàn)過程需要測出小車質(zhì)量、砂與砂桶質(zhì)量，因此實(shí)驗(yàn)需要天平，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)需要測出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，實(shí)驗(yàn)需要毫米刻度尺，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用低壓交流電源，故選ACD；
（2）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)要把小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動，故選C；
（3）當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂和砂桶所受的重力，因此實(shí)驗(yàn)需要滿足的條件是：m＜＜M。
（4）①由于在相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，所以兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為t=5×0.02s=0.1s。
②根據(jù)前面的數(shù)據(jù)可得△x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=0.40cm，所以x7=x6+△x=2.94cm，與C選項(xiàng)最接近。
③打下3點(diǎn)的速度，
加速度

（5）由牛頓第二定律得：，由此可知：a與成正比，為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)作出a-圖象，因此同學(xué)乙的方案更合理；