Question

19．如圖1所示為“探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系”的實驗裝置．

（1）實驗中使用的計時器是電火花計時器；（填“電磁打點計時器”或“電火花計時器”）
（2）若取小車的質(zhì)量為0.4kg，改變砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是D
A．m₁=20g       B．m₂=30g        C．m₃=40g      D．m₄=400g
（3）實驗中打出某條紙帶的其中一部分和毫米刻度尺如圖2所示，請計算出打B點的小車的速度為0.75m/s（保留二位有效數(shù)字）．
（4）某同學所作的a-F圖線如圖3所示，造成圖線不通過原點的原因可能是BC
A．沒有平衡小車與木板間的摩擦力
B．平衡摩擦時木板的右端抬得太高
C．計算F時沒有計入砝碼盤的質(zhì)量
D．數(shù)據(jù)處理時沒有稱出小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電磁式打點計時器和電火花打點計時器的區(qū)別選擇；
（2）在實驗中，認為m的重力等于滑塊所受的合力，所以m的質(zhì)量應(yīng)遠小于M的質(zhì)量；
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小；
（4）實驗時應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距．

解答 解：（1）根據(jù)圖象可知，此打點計時器有插頭，可以直接插在220V交流電源上使用，所以實驗中使用的計時器是電火花打點計時器，
（2）在“驗證牛頓第二定律”的實驗用控制變量法，本實驗在滿足小車質(zhì)量遠大于砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量的條件下，才能用砝碼及砝碼盤的重力代替小車所受的合力，D答案不能滿足此條件．
故選：D
（3）根據(jù)勻變速直線運動特點，可知B點的瞬時速度為：
v_B=$\frac{{h}_{AC}}{4T}=\frac{0.10-0.04}{0.08}=0.75m/s$
（4）A、當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，故A錯誤，B正確；
C、當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上無拉力時，小車的加速度，也可能是因為計算F時未計入砝碼盤的重力，故C正確，D錯誤．
故選：BC
故答案為：（1）電火花計時器；（2）D；（3）0.75；（4）BC

點評 （1）解決本題的關(guān)鍵理解實驗的原理，知道當m的質(zhì)量遠小于M的質(zhì)量，m的重力可以認為等于M所受的合力．
（2）解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動推論的運用，會運用逐差法求解加速度；
（3）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．只要掌握了實驗原理就能順利解決此類題目，就能舉一反三，所以要注意基本原理的學習．