Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)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(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出。

(1)下列做法正確的是（________）

A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)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(dòng)摩擦力時(shí)，將砂桶通過定滑輪拴在木塊上

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

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

(2)某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí)，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(guān)系可用圖中的________表示。(圖中a是小車的加速度，F是細(xì)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(fù)測(cè)量，在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出關(guān)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(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)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(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是______m/s，加速度的大小是_____m/s2（計(jì)算結(jié)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?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會(huì)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(dòng)摩擦力時(shí)是借助木塊自身的重力的分力，而不是借助其它力，故不應(yīng)懸掛“重物”，故B錯(cuò)誤；

C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要“早來晚走”即實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先控制木塊停下再停止打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故C錯(cuò)誤；

D．平衡摩擦力后，有

mgsinθ=μmgcosθ，

即

μ=tanθ，

與質(zhì)量無關(guān)，故通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D錯(cuò)誤。

選擇A。

（2）[2]A．圖象過原點(diǎn)，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(shí)，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(yuǎn)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(shí)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(cuò)誤。

故選C。

（3）[3] 探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)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(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，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(yùn)動(dòng)中間時(shí)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(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，即：

；

[5]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式，結(jié)合六組位移采用逐差法可得小車運(yùn)動(dòng)的平均加速度表達(dá)式為：

帶入數(shù)據(jù)得：

。