Question

14．利用如圖1所示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)．
（1）以下說(shuō)法正確的是C
A．利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B．利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，如果畫出的a-M關(guān)系圖象不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比
C．利用此裝置探究“功與速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面方向的分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響
D．根據(jù)紙帶上測(cè)得的數(shù)據(jù)用逐差法求解加速度可以有效的減小系統(tǒng)誤差
（2）在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，因?yàn)椴粩嘣黾铀鶔煦^碼的個(gè)數(shù)，導(dǎo)致鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量，則小車加速度a的值隨鉤碼個(gè)數(shù)的增加將趨近于g的值．
（3）用20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鉤碼的直徑如圖2所示，讀數(shù)為1.960cm．

Answer 1

分析 利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不需要平衡摩擦力，在探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”和探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力；逐差法求解加速度可以有效的減小偶然誤差；
在探究“小車的加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達(dá)式，不難得出當(dāng)鈞碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量時(shí)，加速度a近似等于g的結(jié)論；
游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．

解答 解：（1）A、此裝置可以用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但不需要平衡摩擦力，所以A錯(cuò)誤．
B、曲線的種類有雙曲線、拋物線、三角函數(shù)曲線等多種，所以若a-M圖象是曲線，不能斷定曲線是雙曲線，即不能斷定加速度與質(zhì)量成反比，應(yīng)畫出a-$\frac{1}{M}$ 圖象，故B錯(cuò)誤．
C、探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，方法是將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故C正確．
D、根據(jù)紙帶上測(cè)得的數(shù)據(jù)用逐差法求解加速度可以有效的減小偶然誤差，不是系統(tǒng)誤差，故D錯(cuò)誤；
故選：C．
（2）設(shè)小車質(zhì)量為m，鉤碼質(zhì)量為M，則對(duì)小車有Mg-F=Ma   ①
對(duì)鉤碼有F-μmg=ma  ②
聯(lián)立①②解得：a=$\frac{1-\frac{μm}{M}}{1+\frac{m}{M}}$ 可見當(dāng)M＞＞m時(shí)，加速度a趨近于g．
（3）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為19mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×12mm=0.60mm，所以最終讀數(shù)為19.60mm=1.960cm．
故答案為（1）C；（2）g；（3）1.960．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．
關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．