Question

5．某同學(xué)利用如圖（甲）所示的裝置探究加速度與合外力的關(guān)系．小車質(zhì)量為M，桶和砂子的總質(zhì)量為m，通過改變m改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點計時器和紙帶測出．現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進行多次實驗，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數(shù)）．

（1）利用20分度的游標(biāo)卡尺測擋光片寬度如圖乙，則寬度d=0.270cm；
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖（乙）所示的一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為D．（選填字母代號）
A．$\frac{1}{M}$   B．$\frac{1}{m}$   C．mg   D．F
（3）當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時，關(guān)于丙圖的說法，正確的是C．（選填字母代號）
A．圖線逐漸偏向縱軸    B．圖線逐漸偏向橫軸    C．圖線仍保持原方向不變．

Answer 1

分析 掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，
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．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當(dāng)清楚．對小車列出牛頓第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函數(shù)表達(dá)式，然后即可得出橫軸坐標(biāo)與斜率與什么物理量有關(guān)，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.2cm=2mm，游標(biāo)尺上第14個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為14×0.05mm=0.70mm，所以最終讀數(shù)為：2mm+0.70mm=2.70mm=0.270cm．
（2）對小車分析，應(yīng)有F=ma，解得：a=$\frac{1}{M}$F，由于圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點，所以橫軸應(yīng)為F，故D正確．
故選：D
③由于圖象的斜率為k=$\frac{1}{M}$，所以增大沙和沙桶質(zhì)量，k不變，仍保持原方向不變，所以C正確．
故選：C
故答案為：（1）0.270；（2）D；（3）C

點評 對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關(guān)測量，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，難度適中．