Question

3．某實驗小組利用如圖（1）所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實驗．

（1）為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次實驗必須通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)．若小車質(zhì)量為400g，實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選A組會比較合理．（填選項前的字母）
A．10g～40g        B．200g～400g        C．1000g～2000g
（2）實驗中打點(diǎn)計時器所使用的電源頻率為50Hz，圖（2）中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未標(biāo)出，由該紙帶可求得小車的加速度a=1.11m/s²．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）改變鉤碼的個數(shù)重復(fù)實驗，得到加速度a與合外力F的關(guān)系如圖（3）所示，分析線段OA段，可得出實驗的結(jié)論是誤差允許的范圍內(nèi)，質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．．

Answer 1

分析 （1）本實驗要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，據(jù)此可正確解答．
（2）打點(diǎn)計時器使用交流電，通過點(diǎn)與點(diǎn)時間間隔可求出兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間，再根據(jù)逐差法可求出加速度的數(shù)值．
（3）根據(jù)實驗?zāi)康目傻贸鰧嶒灲Y(jié)論，在忽略誤差的前提下，質(zhì)量不變時，物體的加速度與所受合外力成正比．

解答 解：（1）本實驗要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此要求實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍要小，故BC錯誤，A正確．
故選：A
（2）打點(diǎn)計時器，使用交流電源．
根據(jù)交流電的頻率50Hz，則點(diǎn)與點(diǎn)時間間隔為0.02s，因每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未標(biāo)出，所以每兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.02×5s=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.0478+0.0365-0.0255-0.0144}{{（2×0.1）}^{2}}$=1.11m/s²．
故答案為：1.07．
（3）隨著所加砝碼個數(shù)的增加，砝碼的質(zhì)量不再遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，因此圖線發(fā)生偏折，開始時，砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，滿足實驗條件，
根據(jù)圖象可知，誤差允許的范圍內(nèi)，質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．
故答案為：（1）A        （2）1.11
（3）誤差允許的范圍內(nèi)，質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．

點(diǎn)評 明確實驗原理以及具體的操作細(xì)節(jié)，加強(qiáng)動手實驗，同時加強(qiáng)基本運(yùn)動學(xué)規(guī)律在物理實驗中的應(yīng)用．
對該實驗要明確實驗原理，尤其是正確理解該實驗要滿足的條件：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．