Question

【題目】為了“驗證牛頓運動定律”小紅在實驗室找到了有關儀器并進行了組裝，開關閉合前實驗裝置如圖甲所示。

(1)請指出該實驗裝置中存在的錯誤:

①______________________________________________；

②______________________________________________.

(2)小紅所在的實驗小組，通過討論并改進了該實驗裝置。對實驗的原理該小組同學共提出了以下觀點:

①測量質量：用天平測出小車的質量M

②測量合外力：

A.摩擦力得到平衡后即可用沙桶所受的重力mg來代替小車所受的合外力

B.摩擦力得到平衡后還得滿足小車的加速度足夠小，才可用沙和桶所受的重力來代替小車所受的合外力

C.摩擦力得到平衡后還得滿足小車的加速度足夠小，拉力傳感器的讀數才與小車所受的合外力接近相等

③測量加速度:

D.根據即可得出小車的加速度，其中M和m分別為小車和沙桶(含沙)的質量

E.計算出后面某些計數點的瞬時速度，畫出v-t圖象，量出長木板的傾角θ，由a=tanθ求出加速度

F.計算出后面某些計數點的瞬時速度，畫出v-t圖象，在圖象上找兩個離得較遠的點，由兩點所對應的速度、時間用計算出加速度

對以上觀點中，測量合外力的方法最好的是______；計算加速度的方法中最為恰當的是_____。(均選填字母序號)

(3)數據處理:

①為了直觀地判斷小車的加速度a與質量M的數量關系，應作__________(選填“a-M”或“”)圖象。

②該小組通過數據的處理作出了a-F圖象，如圖乙所示，你認為該圖線不過原點的原因是_______________.

Answer 1

【答案】電磁打點計時器應該接4～6V交流電源 小車應從靠近打點計時器處開始釋放 B F 平衡摩擦時傾角太大

【解析】

(1)[1][2]該實驗裝置中存在兩處錯誤：①電火花打點計時器應該接在220V的交流電上，電磁打點計時器應該接4～6V交流電源；②小車遠離打點計時器處開始釋放，小車應從靠近打點計時器處開始釋放。

(2)[3]測量合外力的方法最好的是：摩擦力得到平衡后還得滿足小車的加速度足夠小，才可用沙和桶所受的重力來代替小車所受的合外力，選擇B；如果用力的傳感器來測量小車的拉力，加速度大小沒有什么要求。

[4]計算加速度的方法中最為恰當的是：計算出后面某些計數點的瞬時速度，畫出v-t圖象，在圖象上找兩個離得較遠的點，由兩點所對應的速度、時間用計算出加速度，選擇F。

用即可得出小車的加速度，則需要滿足M遠大于m。

如果畫出v-t圖象，量出長木板的傾角θ，認為a=tanθ來求出加速度是錯誤的，tanθ并非是直線的斜率。

(3) ①[5] 直觀地判斷小車的加速度a與質量M的數量關系，應作圖象，因為圖象是直線，直觀性更強。

②如圖乙所示，沒有外力時，存在加速度，該圖線不過原點的原因是平衡摩擦力時傾角太大。