Question

2．如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組研究“在質(zhì)量一定的條件下，物體的加速度與外力間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，懸掛砂桶的懸線上P處接有傳感器（圖中未畫出），通過(guò)傳感器可直接測(cè)量懸線上拉力的大小，傳感器的連接未對(duì)懸線上的拉力產(chǎn)生影響．
（1）下面列出了一些器材：
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶．
除以上器材和傳感器外，還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)器材有：BC．
A．秒表 B．刻度尺 C．低壓交流電源 D．低壓直流電源
（2）實(shí)驗(yàn)中小車會(huì)受到阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡阻力，則下列關(guān)于平衡阻力的操作正確的是B（填字母序號(hào)）
A．懸掛砂桶，小車不拖紙帶，能夠勻速下滑即可．
B．取下砂桶，打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車拖著紙帶，能夠勻速下滑即可．
（3）如圖乙所示，A、B、C為三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，A、B間的距離為x₁=5.98cm，B、C間的距離為x₂=7.48cm，則小車的加速度為a=1.50m/s²（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)中需要（填“需要”或“不需要”）保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量M．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和需要測(cè)量的數(shù)據(jù)可以知道需要哪些儀器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源且有計(jì)時(shí)功能；
平衡摩擦力時(shí)，不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡；
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是恒量；即△x=aT²即求出加速度；
只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

解答 解：（1）因?qū)嶒?yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身可以記錄時(shí)間，故不用秒表，電源應(yīng)采用交流電流，故需要低壓交流電源，
實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的位移，因此需要刻度尺．故BC正確，AD錯(cuò)誤；
（2）平衡摩擦力時(shí)，要把紙帶與小車連起來(lái)，取下砂桶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶勻速下滑即可，故B正確，A錯(cuò)誤，
（3）根據(jù)△x=aT²得：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$，帶入數(shù)據(jù)得：a=$\frac{7.48-5.98}{0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=1.50m/s²，
（4）根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當(dāng)M＞＞m時(shí)，即小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和盤的總質(zhì)量，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
故答案為：（1）BC；（2）B；（3）1.50；（4 ）需要．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，要明白公式的△x=aT²的推導(dǎo)和應(yīng)用，知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)沙和沙桶的重力可以認(rèn)為等于小車的拉力，對(duì)于基本知識(shí)規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么．