Question

【題目】某同學利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系。實驗時，把數(shù)據(jù)記錄在表格中，數(shù)據(jù)是按加速度大小排列的，第8組數(shù)據(jù)中小車質(zhì)量和加速度數(shù)據(jù)漏記：

組號	F/N	m/kg	a（m/s）
1	0.29	0.86	0.34
2	0.14	0.36	0.39
3	0.29	0.61	0.48
4	0.19	0.36	0.53
5	0.24	0.36	0.67
6	0.29	0.41	0.71
7	0.29	0.36	0.81
8	0.29
9	0.34	0.36	0.94

(1)該同學又找到了第8組數(shù)據(jù)對應的紙帶以及小車質(zhì)量，紙帶如圖乙所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出來的點未畫出。請你幫助該同學求出第8組中的加速度a=_____m/s2；

(2)如果要研究加速度與力的關系，需取表格中_____組數(shù)據(jù)（填組號），做a﹣F圖像；如果要研究加速度與質(zhì)量的關系，需取表格中_____組數(shù)據(jù)（填組號），做a﹣m圖像。這種研究方法叫做_____法；

(3)做出a﹣m圖像如圖丙所示，由圖像_____（填“可以”或“不可以”）判斷a與m成反比。

(4)如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律：

①對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是_____；

A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘

B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正

C.精確測量出重物的質(zhì)量

D.用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物

②某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有_____。

A.OA、AD和EG的長度 B.OC、BC和CD的長度

C.BD、CF和EG的長度 D.AC、BD和EG的長度

Answer 1

【答案】0.85~0.92 2、4、5、7、9 1、3、6、7、8 控制變量 不可以 AB BC

【解析】

(1)[1]．時間間隔T=0.02×5s=0.1s，
根據(jù)△x=aT2求解加速度為：

(2)[2][3][4]．采用控制變量法研究加速度與力的關系，需要保證質(zhì)量不變，選取2、4、5、7、9組數(shù)據(jù)。研究加速度與質(zhì)量的關系時，需要控制力F不變，選取1、3、6、7、8組數(shù)據(jù)。這種研究方法叫做控制變量法；
(3)[5]．分析丙圖可知，a-m圖線為曲線，并不能說明是反比例關系，故應作圖線，研究與成正比關系。

(4)①[6]．A．實驗供選擇的重物應該相對質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實驗誤差，故A正確。
B．為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實驗誤差，故B正確。
C．因為我們是比較mgh、mv2的大小關系，故m可約去，不需要測量重錘的質(zhì)量，對減小實驗誤差沒有影響，故C錯誤。
D．實驗時，先接通打點計時器電源再放手松開紙帶，對減小實驗誤差沒有影響，故D錯誤。
②[7]．根據(jù)這段時間內(nèi)的平均速度等于中時刻瞬時速度，結(jié)合動能與重力勢能表達式，
A．當OA、AD和EG的長度時，只有求得F點與BC的中點的瞬時速度，從而確定兩者的動能變化，卻無法求解重力勢能的變化，故A錯誤；
B．當OC、BC和CD的長度時，同理，依據(jù)BC和CD的長度，可求得C點的瞬時速度，從而求得O到C點的動能變化，因知道OC間距，則可求得重力勢能的變化，可以驗證機械能守恒，故B正確；
C．當BD、CF和EG的長度時，依據(jù)BD和EG的長度，可分別求得C點與F點的瞬時速度，從而求得動能的變化，再由CF確定重力勢能的變化，進而得以驗證機械能守恒，故C正確；
D．當AC、BD和EG的長度時，依據(jù)AC和EG長度，只能求得B點與F點的瞬時速度，從而求得動能的變化，而BF間距不知道，則無法驗證機械能守恒，故D錯誤；

故選BC。