Question

12．“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的兩種實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中小車(chē)質(zhì)量均為M，紙帶穿過(guò)固定的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B與小車(chē)連接，長(zhǎng)木板水平放置，其一端帶有定滑輪，甲圖中重物P直接與小車(chē)相連，乙圖中小車(chē)與豎直懸掛的力傳感器通過(guò)動(dòng)滑輪、細(xì)繩相連，動(dòng)滑輪下懸掛重物P，重物P的質(zhì)量用m表示，不計(jì)繩子、滑輪的質(zhì)量及滑輪的摩擦，已知重力加速度為g．

（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的交流電源電壓是220V．
（2）下列說(shuō)法正確的是A
A．兩種方案實(shí)驗(yàn)時(shí)都必須先平衡小車(chē)受到的摩擦力
B．兩種方案實(shí)驗(yàn)中都應(yīng)有M遠(yuǎn)大于m
C．按圖乙的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)受到的合力大小取傳感器相應(yīng)示數(shù)的$\frac{1}{2}$
D．兩種方案都能驗(yàn)證加速度和合力的關(guān)系，在誤差允許的范圍內(nèi)，測(cè)得的加速度的大小近似相等
（3）隨著重物P的質(zhì)量增大，小車(chē)加速度逐漸增大，甲方案得到的F-a圖象很可能是D．

Answer 1

分析 （1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電．
（2）該實(shí)驗(yàn)必須要平衡摩擦力．
由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，小車(chē)是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量．
由實(shí)驗(yàn)方案的連接方式，可知測(cè)力計(jì)示數(shù)總等于小車(chē)受到的拉力．
由牛頓第二定律可判定D．

解答 解：
（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)首先必須要平衡摩擦力，故A正確．
B、由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，重物和小車(chē)不具有共同的加速度，小車(chē)是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，此拉力可由測(cè)力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來(lái)代替，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，故B錯(cuò)誤．
C、由第二種實(shí)驗(yàn)方案的連接方式，繩子一端連接小車(chē)，一端連接測(cè)力計(jì)，可知測(cè)力計(jì)示數(shù)總等于小車(chē)受到的拉力，故C正確．
D、兩種方案中繩子的拉力不相同；故求得的加速度大小不相等；故D錯(cuò)誤；
（3）甲方案中由于P物體的加速度越來(lái)越大，當(dāng)P的加速度不能忽略時(shí)，a=$\frac{{m}_{p}g}{m+{m}_{p}}$；圖象的斜率應(yīng)越來(lái)越大；故選：D
故答案為：
（1）220V．
（2）A；
（3）D

點(diǎn)評(píng) B為易錯(cuò)選項(xiàng)，這個(gè)是課本參考實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)版，用這種方法可以準(zhǔn)確得到小車(chē)受到的合外力，而不需要用重物的重力來(lái)近似代替，是一個(gè)比課本參考方案更好的辦法，題目?jī)r(jià)值很高．