Question

（1）如圖實(shí)所示為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．

①在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持

 

不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力，用DIS測(cè)小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組
數(shù)據(jù)可畫(huà)出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．①分析此圖線的OA
段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

 

③此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

 

A．小車與軌道之間存在摩擦       B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大         D．所用小車的質(zhì)量太大
（2）某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s²，若重錘質(zhì)量為1kg．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度v_B=

 

m/s，重錘的動(dòng)能E_kB=

 

J．從開(kāi)始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為

 

J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力的關(guān)系，我們采用控制變量法 進(jìn)行研究．
根據(jù)圖象得出變量之間的關(guān)系，知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件．
（2）利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大小，然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能定義進(jìn)一步求得動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況．

解答：解：（1）①因?yàn)橐�探索“加速度和力的關(guān)系”所以應(yīng)保持小車的總質(zhì)量不變，鉤碼所受的重力作為小車所受外力
②由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．
③由實(shí)驗(yàn)原理：mg=Ma
得a=

mg

M

=

F

M

  而實(shí)際上a′=

mg

M+m

可見(jiàn)AB段明顯偏離直線是由于沒(méi)有滿足M＞＞m造成的．
故選C
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_B=

xAC

tAC

=1.17m/s
E_KB=

1

2

mv_B²=0.684J
物體重力勢(shì)能減小量：mgh_B=0.691J
故答案為：（1）①小車的總質(zhì)量 ②在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比      ③C
（2）1.17；0.684；0.691

點(diǎn)評(píng)：（1）要清楚實(shí)驗(yàn)的研究方法和實(shí)驗(yàn)中物理量的測(cè)量．
當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí)，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力．
（2）正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．