Question

10．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中采用如圖1所示的裝置．
（1）下列說(shuō)法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．在每次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（2）圖2是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F、G是在紙帶上確定出的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．其相鄰點(diǎn)間的距離如圖2所示，每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫出．則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=0.80m/s²，打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小v_E=0.64m/s．（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

（3）在“探究加速度與合外力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖3所示，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因?yàn)槠胶饽Σ亮�過(guò)度．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大��；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒(méi)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(guò)度，在a-F圖象的a軸上有截距．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時(shí)，不能將及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上．故A錯(cuò)誤．
B、改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車．故C錯(cuò)誤．
D、在每次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量．故D正確．
故選：BD．
（2）每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫出，每?jī)蓚�(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.10s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，得：v_E=$\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.0599+0.0680}{0.2}$=0.64m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$，
代入數(shù)據(jù)解得：a=0.80m/s²．
（3）由圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過(guò)度造成的．
故答案為：（1）BD；（2）0.80；0.64；（3）平衡摩擦力過(guò)度

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用及打出的紙帶的處理方法，有利于學(xué)生基本知識(shí)的掌握，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗(yàn)條件的掌握，難度適中．