Question

7．如圖（a）所示，是某同學(xué)在探究“物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從光電門A的右側(cè)由靜止釋放，與光電門連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器可以測量遮光片經(jīng)過光電門A、B所用的時(shí)間t_A、t_B，回答下列問題．
（1）下列實(shí)驗(yàn)要求必須滿足的是CD
A．保證沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
B．保持沙和沙桶的質(zhì)量不變
C．保持穿過光電門的細(xì)線與長木板平行
D．保持小車的質(zhì)量不變
（2）為測算小車的加速度，實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有遮光片的寬度和光電門AB間的距離
（3）實(shí)驗(yàn)中改變沙和沙桶的質(zhì)量，得到小車加速度a與彈簧彈力F的對應(yīng)關(guān)系如圖（b）所示，圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

Answer 1

分析 （1）由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動，繩的拉力可以由彈簧秤讀出，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，根據(jù)控制變量法原理判斷要改變什么質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析即可；
（2）要測量出遮光片的寬度，從而求出經(jīng)過AB時(shí)的速度，再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移速度公式求解加速度；
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）A、由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動，此拉力可由測力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來代替，故不要求沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)控制變量法原理可知，探究“物體質(zhì)量一定，加速度與合外力的關(guān)系”時(shí)要保持小車的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤，D正確；
C、保持穿過光電門的細(xì)線與長木板平行，使平衡摩擦力后，繩子的拉力等于小車受到的合外力，故C正確；
故選：CD．
（2）已經(jīng)知道遮光片經(jīng)過光電門A、B所用的時(shí)間t_A、t_B，則需要測量遮光片的寬度d，從而求出經(jīng)過AB時(shí)的速度，要求出加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移速度公式即可求解，所以還要測出光電門AB間的距離；
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）CD；（2）遮光片的寬度；光電門AB間的距離；（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點(diǎn)評 本題第1問選項(xiàng)A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)確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個(gè)比課本參考方案更好的辦法，題目價(jià)值很高．