Question

【題目】如圖甲所示是研究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的細(xì)繩通過滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,改變桶中砂的質(zhì)量多次實(shí)驗(yàn)。完成下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中需要______

A.測量砂和砂桶的總質(zhì)量 B.保持細(xì)繩與木板平行

C.保持小車的質(zhì)量不變 D.滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未標(biāo)出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小為______m/s2

(3)實(shí)驗(yàn)中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_____

Answer 1

【答案】BC 1.48 平衡摩擦力過度

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式Δx=aT2可以求出小車運(yùn)動的加速度的大��；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖像在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖像的a軸上有截距。

（1）繩子的拉力可以通過拉力傳感器測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，A項(xiàng)錯誤；為了使細(xì)繩對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上，調(diào)整木板的傾斜度，讓小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動，同時(shí)要調(diào)整木板上滑輪的高度使細(xì)繩與木板平行，B項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，要研究小車加速度與力的關(guān)系，必須保持小車的質(zhì)量不變，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)中拉力通過拉力傳感器測出，不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，D項(xiàng)錯誤；故選BC。

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.1s,根據(jù)Δx=aT2可得:xCE-xAC=a(2T)2，小車運(yùn)動的加速度為a==×10-2 m/s2=1.48 m/s2。

（3）由圖像可知，a-F圖像在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的。即在實(shí)際操作中，平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過大，即平衡摩擦力過度。