Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出。

(1)下列做法正確的是（________）

A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行

B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將砂桶通過定滑輪拴在木塊上

C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源

D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

(2)某學生在平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大。他所得到的a－F關系可用圖中的________表示。(圖中a是小車的加速度，F是細線作用于小車的拉力)

（3）保持小車質(zhì)量M一定，改變懸掛物質(zhì)量m，多次重復測量，在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出關系圖線，如圖所示；此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是__________。

（4）如圖3所示為某同學在做實驗時由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm 、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm，則A點處瞬時速度的大小是______m/s，加速度的大小是_____m/s2（計算結果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】A C 鉤碼質(zhì)量太大 0.86 0.64

【解析】

（1）[1]A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；

B．在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時是借助木塊自身的重力的分力，而不是借助其它力，故不應懸掛“重物”，故B錯誤；

C．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，而當實驗結束時應先控制木塊停下再停止打點計時器，故C錯誤；

D．平衡摩擦力后，有

mgsinθ=μmgcosθ，

即

μ=tanθ，

與質(zhì)量無關，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D錯誤。

選擇A。

（2）[2]A．圖象過原點，恰好平衡摩擦力，木板高度合適，故A不合題意；

B．在拉力較大時，圖象發(fā)生彎曲，這是由于小車的合力用鉤碼的重力近似替代且小車質(zhì)量沒有遠大于砂桶質(zhì)量造成的，故B不合題意；

C．a-F圖象在a軸上有截距，是由過平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力時木板墊的過高，故C符合題意；

D．圖象在F軸上有截距，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D錯誤。

故選C。

（3）[3] 探究加速度與力的關系實驗，當鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，可以近似認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，a-F圖象是直線，如果鉤碼質(zhì)量太大，不能滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，a-F圖象不是直線而發(fā)生彎曲。

（4）[4]根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出紙帶上打A點時小車的瞬時速度，即：

；

[5]根據(jù)勻變速直線運動的判別式，結合六組位移采用逐差法可得小車運動的平均加速度表達式為：

帶入數(shù)據(jù)得：

。