Question

10．利用圖1裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)，

（1）以下說(shuō)法正確的是CD．
A．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車(chē)和滑軌間的摩擦阻力的影響
B．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
C．用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
D．實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)
（2）本裝置中要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖2所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器，其中甲裝置用的電源要求是A．
A．交流220V     B．直流220V    C．交流4-6V   D．直流4-6V
（3）在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖所示，O、A、B、C和D是紙帶上
的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，A、B、C、D四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計(jì)算出小車(chē)加速度a為0.43m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（4）在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)以小車(chē)的加速度a為縱坐標(biāo)，細(xì)線(xiàn)的拉力F（即砝碼和砝碼盤(pán)的總重力G）為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，并畫(huà)出a-F圖象得出加速度與力的關(guān)系．
①某同學(xué)畫(huà)出的a-F圖象如圖4所示，圖線(xiàn)中直線(xiàn)的斜率物理含義是：小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，后面直線(xiàn)發(fā)生彎曲的可能原因是小車(chē)質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量；
②另一位同學(xué)認(rèn)為：砝碼和砝碼盤(pán)的總重力G大于細(xì)線(xiàn)拉力F，G應(yīng)該是系統(tǒng)（盤(pán)、砝碼、車(chē)）的合力大小，于是將本實(shí)驗(yàn)在①基礎(chǔ)上做了改動(dòng)：每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車(chē)上的砝碼拿下放到砝碼盤(pán)上，其他操作都不變，那么他畫(huà)出的a-F圖象是（填“是”或“不是”）一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn)．

Answer 1

分析 （1、2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)中要注意的操作步驟確定正確的選項(xiàng)．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V的交流電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V的交流電源．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，結(jié)合逐差法求出加速度．
（4）根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與F的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式分析圖線(xiàn)斜率的物理意義，知道后面直線(xiàn)發(fā)生彎曲的可能原因是小車(chē)質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量．
（5）對(duì)系統(tǒng)研究，抓住總質(zhì)量不變，得出加速度與合力的關(guān)系，從而確定圖線(xiàn)的形狀．

解答 解：（1）A、用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，不需要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤．
B、用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，不需要使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，只要使小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)即可．故B錯(cuò)誤．
C、為了使砝碼和小盤(pán)的總重力表示拉力，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故C正確．
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē)．故D正確．
故選：CD．
（2）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電源，故選：A．
（3）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}=\frac{（4.35-1.31-1.31）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$≈0.43m/s²．
（4）根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{F}{m}$，則圖線(xiàn)的斜率為小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)．后面直線(xiàn)發(fā)生彎曲的可能原因是小車(chē)質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量．
（5）對(duì)系統(tǒng)研究，有：a=$\frac{mg}{{M}_{總}(cāng)}$，因?yàn)榭傎|(zhì)量不變，可知a與F成正比，圖線(xiàn)為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)．
故答案為：（1）CD   （2）A  （3）0.43
（4）①小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)，小車(chē)質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量   ②是

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．