Question

7．如圖 （a）為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板．在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車?yán)�力F的大小等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得．

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是BC．
A．用砝碼和小桶的總重力來(lái)表示F，會(huì)產(chǎn)生偶然誤差
B．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高
C．電火花計(jì)時(shí)器也可以使用直流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持水平
（2）圖（b）是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，其中0、1、2、3、4是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，打“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.26m/s，由紙帶求出小車的加速度的大小a=0.50m/s²．（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖（c）所示，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因?yàn)槠胶饽Σ亮�過(guò)度．

Answer 1

分析 探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，要注意兩點(diǎn)：①要平衡摩擦力；②要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）A、由于砝碼和小桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，故用砝碼和小桶的總重力來(lái)表示拉力F，偏大，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，不是偶然誤差，故A錯(cuò)誤；
B、為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高來(lái)平衡摩擦力，故B正確；
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都使用交流電源，故C正確；
D、木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與長(zhǎng)木板保持平行，不是水平，故D錯(cuò)誤；
故選：BC
（2）每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小．得：
v₃=$\frac{{x}_{24}^{\;}}{2T}$=$\frac{2.40+2.88}{0.2}×1{0}_{\;}^{-2}$=0.26m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
a=$\frac{{x}_{24}^{\;}-{x}_{02}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{（2.40+2.88）-（1.40+1.89）}{4×0．{1}_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}$=0.50m/s²，
（3）當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車就有加速度，這是平衡摩擦力時(shí)木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過(guò)度引起的．
故答案為：（1）BC；（2）0.26，0.50；（3）平衡摩擦力過(guò)度

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵．