Question

【題目】用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究物體加速度與力的關(guān)系”，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是_______；

A．應(yīng)先釋放小車，再接通電源

B．操作過程中應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

C．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砂桶用細(xì)線跨過定滑輪系在小車上

D．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使小車總質(zhì)量M遠(yuǎn)小于砂和砂桶的總質(zhì)量m

（2）某次實(shí)驗(yàn)中的紙帶如圖乙所示，其中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出。測(cè)出s1=1.34cm，s2=2.00cm，s3=2.66cm，s4=3.32cm，則B點(diǎn)的速度大小為________m/s，小車的加速度大小為________m/s2。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）通過實(shí)驗(yàn)獲得如下表所示的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)用描點(diǎn)法在圖丙中得出a-F的關(guān)系圖像________。

F（N）	0.02	0.04	0.06	0.08	0.10	0.12	0.14
a（m/s2）	0.14	0.23	0.32	0.42	0.50	0.59	0.66

（4）根據(jù)作出的a-F圖像，分析在操作過程中存在的主要問題：__________。

Answer 1

【答案】B 0.17 0.66 平衡摩擦力時(shí)傾角過大

【解析】

（1）[1] A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器啟動(dòng)瞬間打點(diǎn)不穩(wěn)定，故實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故A錯(cuò)誤；

B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，從而使繩子拉車的力是恒力，故B正確．

C．平衡摩擦力時(shí)是借助小車自身的重力分力等于小車所受的滑動(dòng)摩擦力，而不能借助其他外力，故平衡摩擦力時(shí)不能將砂桶用細(xì)線跨過定滑輪系在小車上，故C錯(cuò)誤；

D．因?qū)嶒?yàn)裝置不能準(zhǔn)確測(cè)出小車所受的合力即繩子的拉力，故需要用砂和砂桶的重力近似替代當(dāng)做拉力，條件是小車與砂和砂桶的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度較小，故小車總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量m；故D錯(cuò)誤；

故選B。

（2）[2]紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，則計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，有：

[3]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式：

結(jié)合紙帶上共四段連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移，采用逐差法可得平均加速度：

（3）[4]由表格提供的數(shù)據(jù)描細(xì)點(diǎn)，作平滑的細(xì)直線擬合得到a-F圖像：

[5] a-F圖像形成縱截距，表示外力為零時(shí)小車就有加速度，即平衡摩擦力過度或傾角太大。