Question

【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

(1)實驗中下列做法正確的是___________．

A.平衡摩擦力后，實驗就不需要滿足小車及車中砝碼總質(zhì)量遠大于砝碼盤及盤中砝碼總質(zhì)量的條件

B.每次改變小車中砝碼的質(zhì)量后，都需要重新平衡摩擦力

C.選取點跡清晰的紙帶，必須以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量

D.實驗中應(yīng)先接通打點計時器的電源，然后再釋放小車

(2)實驗中由于實際繩對小車的拉力_________（選填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，會給實驗帶來系統(tǒng)誤差。為減小此誤差，實驗中要對小車質(zhì)量M和重物質(zhì)量m進行選取，以下四組數(shù)據(jù)中最合理的一組是__________．（填寫相應(yīng)序號）

①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g

②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g

③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g

④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g

(3)如圖所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶。取計數(shù)點1、2、3、4、5.已知打點計時器的打點周期為0.02s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為3. 05cm、3.92cm、4.77cm、5.62cm，則小車運動的加速度大小a=______m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(4)甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套上圖所示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到右圖中甲、乙兩條直線．設(shè)甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為、，由圖可知________．（大于、小于、等于）

Answer 1

【答案】（1）D、 （2）小于 ④ （3）0.86 （4）大于

【解析】

根據(jù)“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”可知，本題考查“驗證牛頓第二定律”的實驗，根據(jù)實驗條件、實驗原理、實驗數(shù)據(jù)處理、誤差分析、實驗結(jié)論等，進行列式計算和分析推斷.

(1)A、本題實驗研究物塊的牛頓第二定律，實驗器材不能測出繩的拉力大小，則平衡摩擦力后要求物塊質(zhì)量M遠大于鉤碼的總質(zhì)量m，只有滿足這個條件才可認為小車受到的拉力F約為mg；故A錯誤.

B、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度；故B錯誤.

C、選取點跡清晰的紙帶，不一定以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量；故C錯誤.

D、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器；故D正確.

故選D.

(2)重物與小車一起加速運動，因此重物對小車的拉力小于重物的重力，當(dāng)盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，因此第④組數(shù)據(jù)比較符合要求．

(3)根據(jù)勻變速直線運動的判別式△x=aT2，運用逐差法得：.

(4)根據(jù)牛頓第二定律得,可知圖線的縱軸截距的絕對值等于μg,則有.