Question

【題目】利用圖示裝置可以做力學中的許多實驗。

（1）利用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必要的措施是_______

A．細線必須與長木板平行

B．先接通電源再釋放小車

C．小車的質量遠大于鉤碼的質量

D．平衡小車與長木板間的摩擦力

（2）利用此裝置“研究勻變速直線運動”時，將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數點如圖所示，每相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出。

①圖中標出的相鄰兩計數點的時間間隔T＝________s；

②計數點E對應小車的瞬時速度大小計算式為vE＝________（時間間隔用T表示）；

③為了充分利用記錄數據并減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a＝________（時間間隔用T表示）。

（3）某同學在利用此裝置“探究小車的加速度a與所受拉力F的關系”時，保持小車質量一定，改變鉤碼個數，在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如右圖所示。圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道傾斜情況下得到的，小車的質量M＝________kg。

Answer 1

【答案】（1）AB （2）①0.1 ② 或 ③ （3） ① 0.5

【解析】

（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項；
（2）當軌道水平時沒有平衡摩擦力，即F≠0時，加速度仍為0，根據F=ma得a-F圖象的斜率k=1/m．

（1）利用此裝置“研究勻變速直線運動”時，細線必須與長木板平行，選項A正確；先接通電源再釋放小車，從而能充分利用紙帶，選項B正確；沒必要小車的質量遠大于鉤碼的質量，選項C錯誤；小車能做勻加速運動即可，沒必要平衡小車與長木板間的摩擦力，選項D錯誤；故選AB.

（2）①圖中標出的相鄰兩計數點的時間間隔T＝5×0.02s=0.1s；

②計數點E對應小車的瞬時速度大小計算式為vE＝或；

③為了充分利用記錄數據并減小誤差，根據 ，則小車加速度大小的計算式應為a＝ ；

（3）由圖象可知，當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．所以圖線①是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的，圖象②是在軌道水平情況下得到的．根據F=ma得a=F，所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等于小車及車中的砝碼質量的倒數．由圖形乙得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=2，所以小車質量m=0.5Kg，