Question

7．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置探究小車的加速度與所受合外力的關(guān)系，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)出兩光電門間距離L
②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間相等
③取下細(xì)繩和沙桶，測(cè)量沙子和沙桶的總質(zhì)量m，并記錄
④把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過(guò)光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間，并計(jì)算出小車到達(dá)兩個(gè)光電門時(shí)的速度和運(yùn)動(dòng)的加速度
⑤重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)②～④步驟

（1）如圖2，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度d=0.675cm．
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是B．
A．平衡摩擦力時(shí)要取下細(xì)繩和沙桶
B．平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶
C．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D．小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量
（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量遮光片寬度時(shí)存在測(cè)量誤差，測(cè)量結(jié)果偏大，其他條件不變，則小車加速度的測(cè)量值大于真實(shí)值（選填“大于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，即主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）探究小車的加速度與所受合外力的關(guān)系，平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶，也不需要沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，加速度大小與遮光片寬度的平方成正比，從而即可求解．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為0.6cm，游標(biāo)尺上第15個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，
則游標(biāo)讀數(shù)為15×0.05=0.75mm=0.075cm，所以最終讀數(shù)為：0.6cm+0.075cm=0.675cm；
（2）本實(shí)驗(yàn)中，沙桶和沙子的總質(zhì)量所對(duì)應(yīng)的重力即為小車做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，
所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)條件；同時(shí)平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶．
（3）由加速度和遮光片寬度之間的數(shù)量關(guān)系可知，在保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變的前提下，加速度大小與遮光片寬度的平方成正比，所以加速度測(cè)量值大于真實(shí)值．
故答案為：（1）0.675； （2）B； （3）大于．

點(diǎn)評(píng) 以“驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)”為命題背景，考查學(xué)生對(duì)基本測(cè)量工具的使用，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析的理解和掌握，注意游標(biāo)卡尺讀數(shù)沒(méi)有估計(jì)值．