Question

18．（1）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線、鉤碼、砝碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．為了完成實(shí)驗(yàn)，還須從下列實(shí)驗(yàn)器材中選擇一個(gè)，它是B
A．低壓直流電源  B．低壓交流電源  C．干電池  D．秒表
（2）當(dāng)作用力一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，以下做法正確的是B
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砝碼的托盤用細(xì)線通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)作a-m圖象就能確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系
（3）實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所有電源的頻率為50Hz，如圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm）．由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v₄=0.405　m/s，小車的加速度大小a=0.756m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募纯擅鞔_所需要的器材，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V交流電源，刻度尺測量物體運(yùn)動(dòng)的位移，鉤碼用以改變小車的質(zhì)量，該實(shí)驗(yàn)不需要測力，所以不需要彈簧秤；
（2）探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車；
（3）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，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不需要低壓交流學(xué)生電源，實(shí)驗(yàn)需要測量物體運(yùn)動(dòng)的位移，因此需要刻度尺，鉤碼用以改變小車的質(zhì)量，所以需要，該實(shí)驗(yàn)不需要測力，所以不需要彈簧秤，故BC正確，AD錯(cuò)誤；
（2）A、平衡摩擦力實(shí)際上就是使小車所受重力的下滑分力與小車所受阻力相平衡，即mgsinθ=μmgcosθ，可見，平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)將裝砝碼的托盤系在小車，故A錯(cuò)誤；
B、平衡摩擦力以后，再改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先通電，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再放小車，使打點(diǎn)清晰，便于測量，故C錯(cuò)誤；
D、在尋找加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作出a與之間的關(guān)系圖象，因?yàn)閍與m的關(guān)系圖線為一曲線，不能直觀地得出a與m之間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤．
故選：B
（3）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，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)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v₄=$\frac{0.1455-0.0645}{2×0.1}$=0.405m/s
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
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：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=$\frac{0.1970-0.0645-0.0645}{9{×（0.1）}^{2}}$m/s²=0.76m/s²
故答案為：（1）B；（2）B；（3）0.405，0.756．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)需注意的事項(xiàng)，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能將裝砂的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．