Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖乙所示的a-F圖象，其中一次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖丙所示，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T=0.10s．

（1）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)求小車的加速度a=0.92m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（2）由于實(shí)驗(yàn)得到a-F圖象與實(shí)驗(yàn)預(yù)期不相符，該小組對以下幾個(gè)關(guān)鍵操作進(jìn)行了分析：
A．用天平測小車質(zhì)量時(shí)，為使小車質(zhì)量能取為400克，往小車上加了適量細(xì)砂，實(shí)驗(yàn)中小車每次運(yùn)動到木板末端時(shí)細(xì)砂有部分抖落
B．平衡摩擦力時(shí)，將墊木緩慢向滑輪方向移動直至小車開始運(yùn)動
C．改變合外力時(shí)，為能在短時(shí)間內(nèi)多測幾組數(shù)據(jù)而避免反復(fù)使用天平測砂和砂桶的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)未使用砂桶而改用鉤碼組，每次增加10克的鉤碼直至測得8組數(shù)據(jù)
D．利用紙帶求加速度時(shí)，為減少數(shù)據(jù)測量與計(jì)算，直接測量S_AD和S_DG兩組數(shù)據(jù)求解
①造成圖線未過原點(diǎn)的操作是B（填寫相應(yīng)操作選項(xiàng)字母）
②造成圖線后部向下彎曲的操作是C（填寫相應(yīng)操作選項(xiàng)字母）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差，運(yùn)用逐差法求出小車的加速度．
（2）抓住F=0，加速度a≠0，分析圖線不過原點(diǎn)的原因．結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)分析圖線后部向下彎曲的原因．

解答 解：（1）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{s}_{DG}-{s}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.00+5.90+6.83-2.22-3.14-4.07）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$m/s²=0.92m/s²．
（2）圖線未過原點(diǎn)，即F=0，a≠0，可知平衡摩擦力過度，造成該誤差的操作是B．
隨著力F的增大，即隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足M＞＞m，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，造成該誤差的操作是C．
故答案為：（1）0.92，（2）①B，②C．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及誤差形成的原因，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動推論的運(yùn)用．