Question

6．某同學(xué)在實驗室用如圖甲所示的實驗裝置來研究牛頓第二定律，小車的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m．
（1）下列做法正確的是AD （填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將沙桶通過定滑輪拴在小車上
C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源
D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（2）為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用電火花計時器　（填“電磁打點計時器”或“電火花計時器”），同時需將長木板的右端墊高，在沒有沙桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動．
（3）在M＞＞m　條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制小車質(zhì)量　不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（4）在此試驗中，該同學(xué)先接通計時器的電源（頻率為50Hz），再放開紙帶，圖乙所示是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，其中h_A=42.05cm，h_B=51.55cm，h_C=62.00cm，則打B點時小車的速v_B=1.0　m/s，小車的加速度為a=0.95　m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題．
（2）根據(jù)兩種計時器的特點與該實驗的原理解答即可；
（3）根據(jù)對實驗誤差的分析與要求解答即可；
（4）根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT²求解加速度，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度求解B點速度．

解答 解：（1）A、為使小車受到的拉力等于沙桶的重力，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與長木板保持平行，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，不能將沙桶通過定滑輪拴在小車上，故B錯誤；
C、實驗時，應(yīng)先接通電源再放開小車，故C錯誤；
D、平衡摩擦力后，在實驗過程中，通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：AD．
（2）兩種計時器比較，打點計時器的限位孔對紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計時器；要平衡摩擦力，需要將長木板的右端墊高，在沒有沙桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動即可；
（3）根據(jù)實驗誤差的來源，在 M＞＞m條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，要控制小車的質(zhì)量M不變，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（4）由題意可知：x₁=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x₂=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計數(shù)點之間時間間隔為t=5T=0.1s．
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
v_B=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2t}$=$\frac{0.095+0.1045}{2×0.1}$=1.0m/s，
由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知，小車加速度為：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{t}^{2}}$=$\frac{0.1045-0.095}{0．{1}^{2}}$=0.95m/s²；
故答案為：（1）AD；（2）電火花計時器；勻速直線運動；（3）M＞＞m；小車質(zhì)量；（4）1.0；0.95．

點評 解決實驗問題的關(guān)鍵是明確實驗原理，同時熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實驗問題，要明白公式的△x=aT²的推導(dǎo)和應(yīng)用，知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量時沙和沙桶的重力可以認為等于小車的拉力，對于基本知識規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么．