Question

（10分）某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器來驗(yàn)證牛頓第二定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大小；小車后面固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過拴在小車上的紙帶，可測(cè)量小車勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與加速度。

①為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，以下采取的措施中必要的是：        

A．適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑

B．應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量M

C．定滑輪的輪軸要盡量光滑

D．先放手讓小車運(yùn)動(dòng)起來，速度足夠大之后再讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)

②若交流電的頻率為50Hz，則根據(jù)下圖所打紙帶的打點(diǎn)記錄，小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度
v_B=           m/s，小車的加速度a=           m/s².

③保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
小車加速度a/m·s－2	1.95	1.72	1.51	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小車質(zhì)量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
/kg－1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

請(qǐng)?jiān)谠诖痤}卷相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙中完成實(shí)驗(yàn)8組數(shù)據(jù)的描點(diǎn)，并畫出a－圖線，并由圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的定量關(guān)系式是_______________．

Answer 1

① A (2分)    ②   0.40(0.400)   (2分)  1.46  (2分)③   a= (2分) 圖像如下
 (2分)

解析試題分析：（1）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中用拉力傳感器所測(cè)得的就是繩子拉力，沒有系統(tǒng)誤差，所以對(duì)鉤碼和小車的質(zhì)量關(guān)系，對(duì)定滑輪是否光滑都不做要求，它們對(duì)所測(cè)得的繩子拉力無影響，選項(xiàng)BC錯(cuò)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的操作是先通電，待打點(diǎn)穩(wěn)定后在開始運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)D錯(cuò)。要使得測(cè)得的繩子拉力作為小車的合力，必須要平衡摩擦力選項(xiàng)A對(duì)。
（2）交流電的頻率為50Hz，每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，有紙帶可得AB之間有5個(gè)間隔即0.1s,BC之間也是5個(gè)間隔共計(jì)0.1s。勻變速直線運(yùn)動(dòng)，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度所以，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，帶入數(shù)據(jù)即，整理得
（3）描點(diǎn)作圖如答案。圖像近似為直線，即，而且過原點(diǎn)直線斜率為，所以定量關(guān)系為
考點(diǎn)：驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究