Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：“探究加速度與合外力的關(guān)系”。裝置中，小車(chē)質(zhì)量為M，沙桶和沙子的總質(zhì)量為m，通過(guò)改變m 來(lái)改變小車(chē)所受的合外力大小，小車(chē)的加速度a 可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出�，F(xiàn)保持小車(chē)質(zhì)量M不變，逐漸增大沙桶和沙的總質(zhì)量m 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值(F為彈簧秤的示數(shù))。

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是_________。

A.先釋放小車(chē)，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

B.平衡摩擦力時(shí)紙帶應(yīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C.應(yīng)選用質(zhì)量足夠小的輕繩并減小滑輪的摩擦

D.沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

(2)下圖為實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，紙帶中每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，測(cè)量得到AC=2.30cm，AE=7.20cm則小車(chē)的加速度a=_________m/s(保留兩位有效數(shù)字)。

(3)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以a為縱坐標(biāo)，F為橫坐標(biāo)，畫(huà)出了如圖所示的一條傾斜直線，由圖象可求得小車(chē)質(zhì)量為_________kg，圖線未過(guò)原點(diǎn)的原因可能是_______________________。

Answer 1

【答案】 (1) BC (2) 0.65 (3) 0.5 木塊墊太高、平衡摩擦過(guò)度或傾斜角過(guò)大

【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中彈簧秤的示數(shù)即為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，但滑輪摩擦和繩子的重力會(huì)影響示數(shù)，所以滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕，實(shí)驗(yàn)前要對(duì)裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作，以保證小車(chē)所受合外力恰好是繩子的拉力，實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)平衡摩擦力時(shí)紙帶應(yīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故B,C正確，A,D錯(cuò)誤．故選BC．

(2)紙帶上面每打一點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s，且每?jī)蓚�(gè)記數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，T=0.1s．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可得： .

(3)對(duì)小車(chē)分析，應(yīng)有F=ma，解得： ,因此圖線的斜率等于小車(chē)質(zhì)量倒數(shù)，那么小車(chē)的質(zhì)量,圖線未過(guò)原點(diǎn)的原因可能是木塊墊得太高，導(dǎo)致傾斜角過(guò)大，或平衡摩擦力過(guò)度．