Question

6．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究牛頓第二定律，小車(chē)的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m．
（1）下列做法正確的是AD （填字母代號(hào)）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車(chē)受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將沙桶通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．通過(guò)增減小車(chē)上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（2）為了盡可能減少摩擦力的影響，計(jì)時(shí)器最好選用電火花計(jì)時(shí)器　（填“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電火花計(jì)時(shí)器”），同時(shí)需將長(zhǎng)木板的右端墊高，在沒(méi)有沙桶拖動(dòng)下，輕推一下小車(chē)，使小車(chē)能拖動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）在M＞＞m　條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制小車(chē)質(zhì)量　不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（4）在此試驗(yàn)中，該同學(xué)先接通計(jì)時(shí)器的電源（頻率為50Hz），再放開(kāi)紙帶，圖乙所示是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過(guò)程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，其中h_A=42.05cm，h_B=51.55cm，h_C=62.00cm，則打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速v_B=1.0　m/s，小車(chē)的加速度為a=0.95　m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．
（2）根據(jù)兩種計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)與該實(shí)驗(yàn)的原理解答即可；
（3）根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析與要求解答即可；
（4）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²求解加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度求解B點(diǎn)速度．

解答 解：（1）A、為使小車(chē)受到的拉力等于沙桶的重力，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車(chē)受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，不能將沙桶通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源再放開(kāi)小車(chē)，故C錯(cuò)誤；
D、平衡摩擦力后，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)增減小車(chē)上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：AD．
（2）兩種計(jì)時(shí)器比較，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔對(duì)紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計(jì)時(shí)器；要平衡摩擦力，需要將長(zhǎng)木板的右端墊高，在沒(méi)有沙桶拖動(dòng)下，輕推一下小車(chē)，使小車(chē)能拖動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，在 M＞＞m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，要控制小車(chē)的質(zhì)量M不變，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（4）由題意可知：x₁=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x₂=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔為t=5T=0.1s．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有：
v_B=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2t}$=$\frac{0.095+0.1045}{2×0.1}$=1.0m/s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=at²可知，小車(chē)加速度為：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{t}^{2}}$=$\frac{0.1045-0.095}{0．{1}^{2}}$=0.95m/s²；
故答案為：（1）AD；（2）電火花計(jì)時(shí)器；勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）M＞＞m；小車(chē)質(zhì)量；（4）1.0；0.95．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，要明白公式的△x=aT²的推導(dǎo)和應(yīng)用，知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)沙和沙桶的重力可以認(rèn)為等于小車(chē)的拉力，對(duì)于基本知識(shí)規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么．