Question

Ⅰ、（1）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度．請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)：
①

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源

；②

重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

．
（2）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個(gè)打點(diǎn)A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得點(diǎn)A到B、C、D、E、F的距離分別為h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打點(diǎn)的頻率為f，則打E點(diǎn)時(shí)重物速度的表達(dá)式為v_E=

(h5-h3)f

2

；若分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫(huà)出速度的二次方（v²）與距離（h）的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則重力加速度g=

9.4

m/s²．

Ⅱ．如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車(chē)，B為裝有砝碼的小桶，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50H_Z交流電．小車(chē)的質(zhì)量為m₁，小桶（及砝碼）的質(zhì)量為m₂．

（1）下列說(shuō)法正確的是

D

．
A．每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m₂應(yīng)遠(yuǎn)大于m₁
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-

1

m1

圖象
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測(cè)量得到的圖3a-F圖象，可能是圖中的圖線

丙

．（選填“甲”、“乙”、“丙”）

（3）如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出．由此可求得小車(chē)的加速度大小

0.48或0.49

  m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的具體應(yīng)用，熟悉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用細(xì)節(jié)即可正確解答本題．
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．可以通過(guò)求DF段的平均速度表示E點(diǎn)的瞬時(shí)速度．根據(jù)mgh=

1

2

mv²-

1

2

m

v

2 0

得v²=2gh+

v

2 0

，結(jié)合圖象明確圖象斜率的含義即求出重力加速度．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)小于M時(shí)a=

mg

m+M

=

g

1+ M m

隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無(wú)限趨近于g．
（2）如果沒(méi)有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．
（3）小車(chē)做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可由△x=at²求解加速度．

解答：解：I（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，而該題中接了直流電；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，這樣紙帶上上所打點(diǎn)很少，不利于減小誤差．
故答案為：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，從D點(diǎn)到F點(diǎn)的時(shí)間為：t_DF=2T=

2

f

，所以有：
v_E=

xDF

tDF

=

(h5-h3)

2

f
根據(jù)mgh=

1

2

mv²-

1

2

m

v

2 0

得v²=2gh+

v

2 0

，由此可知圖線的斜率表示2g，所以2g=18.8，則g=9.4m/s²．
故答案為：

(h5-h3)

2

f，9.4．
II（1）A：平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A錯(cuò)誤．
B：實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)，故B錯(cuò)誤．
C：讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，因?yàn)椋豪K子的拉力F=Ma=

M

m+M

mg，故應(yīng)該是m＜＜M，而當(dāng)m不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)a=

mg

m+M

=

g

1+ M m

隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無(wú)限趨近于g，故C錯(cuò)誤．
D：F=ma，所以：a=

F

m

，當(dāng)F一定時(shí)，a與

1

m

成正比，故D正確．
故選：D
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙．
（3）設(shè)第1段位移為：x₁，第2段位移為：x₂，
計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每?jī)蓽y(cè)量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，說(shuō)明時(shí)間間隔T=0.1s
由△x=aT²得：
即：0.49×10^-2=a×0.1²
解得：a=0.49m/s²
故答案為：Ⅰ、（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源；  重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（2）

(h5-h3)f

2

；        9.4；
Ⅱ、（1）D； （2）丙； （3）0.48或0.49．

點(diǎn)評(píng)：了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理，對(duì)于紙帶的問(wèn)題，我們要熟悉勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和一些規(guī)律，會(huì)通過(guò)圖象求解重力加速度．
會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．紙帶的處理在高中實(shí)驗(yàn)中用到多次，需要牢固的掌握．