Question

【題目】某同學為了探究質量—定時加速度與力的關系，他設計了如圖甲所示的實驗裝置。

（1）該同學在實驗前準備了圖中所示的實驗裝置及下列輔助器材：

A.交流電源及導線 B.天平（含配套砝碼）C.秒表 D.彈簧秤 E.復寫紙

其中不需要的器材是__________（填器材前的字母代號）；還缺少的器材是__________。

（2）實驗時，一定要進行的操作是__________。

A.為減小誤差，實驗中一定要保證鉤碼的質量m遠小于小車的質量M

B.平衡摩擦力時，不能掛鉤碼

C.小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數

D.連接小車的細線一定要與長木板平行

（3）讓小車由靠近打點計時器位置無初速度釋放，得到如圖乙所示的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的 計數點，相鄰的兩個計數點之間還有一個點未畫出。用刻度尺測量計數點間的距離如圖所示。已知打 點計對器的工作頻率50Hz，則小車的加速度a=__________m/s2（結果保留兩位有效數字）。

（4）另一同學感覺該同學測量加速度比較麻煩，他提出了另一個方案：平衡摩擦力后，將打點計時器與一個時間控制器連接，調節時間控制器可以實現打點計時器工作時間恒定。打開電源，再釋放小車，小車運動一段位移后，打點計時器自動斷電，打點計時器停止打點，認為小車每次運動時間相同，讀出拉力傳感器的讀數F，測量出紙帶上點跡的長度x，改變鉤碼個數，重復實驗，得到多組數據后，以F為橫軸x為縱軸，作出x—F的圖像，如果x—F圖線是一條__________（填“過原點的直線”“不過原點的直線”或“拋物線”）就可以知道質量一定時加速度與力的正確關系。請你思考后寫出該實驗方案的不足之處：__________（寫出一條即可）。

Answer 1

【答案】CD 刻度尺 BD 2.5 過原點的直線 難以保證小車每次運動時間相同或測量小車的位移時不好準確測定起始點

【解析】

（1）[1][2]由實驗裝置結合實驗原理可得，不需要的器材有秒表和彈簧秤，選擇CD；該實驗需要處理紙帶進行長度測量，還需要刻度尺。

（2）[3]A.該實驗細線的拉力由拉力傳感器讀出，平衡摩擦力后，傳感器的讀數即為小車的合力，所以實驗中不需要保證鉤碼的質量m遠小于小車的質量M，選項A錯誤；

B.平衡摩擦力后有

μMgcos=Mgsin

即μ=tan，平衡摩擦力時不能懸掛鉤碼，選項B正確；

C.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數，選項C錯誤；

D.連接小車的細線一定要與長木板平行，這樣才能保證傳感器的讀數為小車的合力，選項D正確；

（3）[4]由圖可得：xAB=1.20cm，xBC=1.60cm，xCD=2.00cm。xDE=2.40cm，

由△x=aT2，T=0.04s

解得

a=2.5m/s2

（4）[5][6]如果小車每次運動的時間相等，由x=和a=可得

x=

x—F圖線是一條過原點的直線。該實驗方案的不足之處有：