Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如右圖所示的裝置探究牛頓第二定律中質(zhì)量一定時(shí)a與F的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼。

(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

①用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m;用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s；

②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線與木板平行；

③將木板不帶滑輪的一端墊高，以平衡摩擦力，讓小車從光電門A的左側(cè)由靜止釋放；用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間tA和tB；

④小車右側(cè)通過細(xì)線連上砝碼盤，盤中放有多個(gè)砝碼；再次讓小車從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，記錄遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間△tA和△tB，利用a=____（用d、s、△tA和△tB表示），求出小車加速度；并記錄此時(shí)砝碼盤及盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量m；

⑤將盤中砝碼拿出一個(gè)放到小車上，再次讓小車從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，記錄步驟④中的時(shí)間和質(zhì)量，重復(fù)步驟⑤多次實(shí)驗(yàn)。

⑥對小車和砝碼及砝碼盤組成的系統(tǒng)，合力F= mg，結(jié)合上述公式求出的a，得到多組a、F的數(shù)據(jù)。描點(diǎn)做出a一F的圖像，從而得出a與F的關(guān)系。

(2)測量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺的示數(shù)如右圖所示，其讀數(shù)為____ cm。

(3)下列說法哪一項(xiàng)是正確的 （______）

A．平衡摩擦力時(shí)必須將砝碼盤通過細(xì)線掛在小車上。

B.若測得tA =tB，說明摩擦力已平衡好。

C．為減小誤差，應(yīng)使砝碼及砝碼盤質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)砝碼質(zhì)量之和。

D．本實(shí)驗(yàn)裝置也可以用來驗(yàn)證動(dòng)能定理。

Answer 1

【答案】0.550cmBD

【解析】

（1）遮光片經(jīng)過光電門A和B的平均速度分別表示AB位置的瞬時(shí)速度，；；由速度位移公式可知：

（2）20等分游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，主尺讀數(shù)為0.5cm，游標(biāo)讀數(shù)為：10×0.005cm=0.050cm，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：0.550cm.

（3）平衡摩擦力時(shí)不掛砝碼盤，只讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若測得tA =tB，說明小車勻速運(yùn)動(dòng)，摩擦力已平衡好，選項(xiàng)B正確。本實(shí)驗(yàn)沒有用砝碼盤和盤中砝碼的重力代替繩子的拉力，不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤．本實(shí)驗(yàn)裝置也可以用來驗(yàn)證動(dòng)能定理，選項(xiàng)D正確；故選BD。