Question

7．利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)

（1）以下說(shuō)法中正確的是BD
A．用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響
B．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，每次改變小車質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力
C．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)先釋放小車后接通電源
D．用此裝置“探究做功和速度變化關(guān)系”時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行
（2）用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，小車質(zhì)量約200g，為保證拉力近似等于沙桶（含沙）的重力，沙桶中應(yīng)選擇的重物是C
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電源如圖甲所示，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選圖乙中的A（選“A”或“B”）．
（4）該同學(xué)欲通過(guò)圖丙所示裝置打出的紙帶（圖丁）來(lái)判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力．根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可以判斷：為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖乙中墊塊應(yīng)向右（選填“左”或“右”）移一些．
（5）在利用此裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離（單位cm）．則小車的加速度為0.15 m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實(shí)驗(yàn)，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不需要平衡摩擦力，“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，細(xì)線必須與木板平行以保持加速度不變；在探究“小車的加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達(dá)式，不難得出當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量時(shí)，可以用鉤碼的重力代替繩子的拉力；
依據(jù)電火花打點(diǎn)器使用交流220V，而電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源；
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�。�

解答 解：（1）A、此裝置可以用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但不需要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤；
B、平衡摩擦力的方法是將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響，即mgsinθ=μmgcosθ，式子成立與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故改變質(zhì)量后不需重新進(jìn)行平衡．故B正確；
C、用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)先接通電源后釋放小車，故C錯(cuò)誤．
D、探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與滑軌平行．故D正確；
故選：BD；
（2）要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足M＞＞m，因此沙桶中應(yīng)選擇的重物越小越好，
故選C；
（3）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，由圖可知，學(xué)生電源提供低壓交流電源，即選擇電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故A正確，B錯(cuò)誤．
（4）根據(jù)紙帶上點(diǎn)的分布得到小車做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿斜面向上，即摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，
所以圖乙中墊塊應(yīng)該向右移一些，增大傾角．
（5）每隔五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以2，3兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²結(jié)合作差法得：a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}$=$\frac{3.83+3.99-3.68-3.53}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.15 m/s²．
故答案為：（1）BD；（2）C；（3）A；（4）右；（5）0.15．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，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，掌握重物的重力接近繩子的拉力的條件，及知道平衡摩擦力的方法．