Question

【題目】如圖所示為某同學(xué)做“加速度與物體質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，他保持砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，在保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于m的條件下，

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz。某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如下圖所示，從比較清晰的某點(diǎn)起，取五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4。量得S1＝5.25cm，S2＝6.10cm，S3＝6.95cm，S4＝7.85cm，則打點(diǎn)“3”時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為________m/s和用逐差法求得小車的加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

（2）以下是其部分操作步驟，其中正確的是（多選）_______

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B．釋放小車時(shí)，小車的位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車

D．用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a＝求出

（3）改變小車的質(zhì)量M，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)做出加速度的倒數(shù)與小車質(zhì)量M關(guān)系的—M圖象如圖所示。圖象的延長(zhǎng)線沒有過原點(diǎn)的原因是_________________________

Answer 1

【答案】（1）0.740 0.863 （2）BC （3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角不夠

【解析】

（1）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小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；（3）根據(jù)圖像的位置結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理分析原因.

（1）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

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小，得：s3-s2=2a1T2
s4-s2=2a2T2
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值，得：a=（a1+a2）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：

（2）平衡摩擦力時(shí)，不掛盤及盤中的砝碼，只讓小車拖著紙帶在木板上勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；釋放小車時(shí)，小車的位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以充分利用紙帶，選項(xiàng)B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車，選項(xiàng)C正確；小車的加速度是通過紙帶上的點(diǎn)跡來求解的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.

（3）實(shí)驗(yàn)中若不平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，則對(duì)某一質(zhì)量的小車來說，拉力一定，則加速度就會(huì)偏小，則1/a就會(huì)偏大，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的位置就會(huì)偏上，出現(xiàn)圖像所示的情況；故圖象的延長(zhǎng)線沒有過原點(diǎn)的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角不夠；