Question

8．（1）某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究加速度與力、質量的關系，除了圖中所示器材外，還應選用的器材是ADFG（填代號）．
A．220V交流電源               B．6V交流電源、導線            C．四節干電池、導線
D．天平（帶砝碼）             E．秒表            F．紙帶、刻度尺        G．帶細線的小盤和重物

（2）為了消除小車與導軌之間摩擦力的影響應采取做法是D；
A．將帶滑輪的導軌一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將帶滑輪的導軌一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
C．將不帶滑輪的導軌一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
D．將不帶滑輪的導軌一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
（3）實驗得到如圖乙所示的一條紙帶（實驗中打點計時器所接交流電源的頻率為50Hz），從O點開始每5個計時點取一個計數點，依照打點的先后順序依次編為0、1、2、3、4．表1記錄的是該小組測出的計數點對應的刻度數值，其中計數點2未測定，請你根據圖乙將這個測量值填入表1中；

計數點	0	1	2	3	4
刻度數值/cm	0	3.24		12.94	19.42

（4）根據表1計算物體的加速度大小a=1.09m/s²（小數點后保留兩位）．
（5）另有一實驗小組用如圖丙所示的實驗方案探究加速度與力、質量的關系，該方案通過位移的測量來代替加速度的測量，即$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$．這種替代能夠成立的條件是BC．

A．兩小車質量必須相等
B．兩小車的運動時間必須相等
C．兩小車都必須從靜止開始做勻加速直線運動
D．兩小車所受的拉力大小必須相等．

Answer 1

分析 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據處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三力的測量很重要．
通過位移的測量來代替加速度的測量原理，是根據初速度為零的勻加速直線運動位移時間公式$x=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$得出的，則要求初速度為零、運動時間要相等．

解答 解：（1）ABC、電火花打點計時器使用的是220V交流電源，故A正確，BC錯誤；
D、需要用天平測量小盤和重物的質量，故D正確；
E、本實驗不需要秒表計時，打點計時器就是計時工具，故E錯誤；
F、需要刻度尺測量計數點之間的距離大小，打點計時器需要紙帶，故F正確；
G、本實驗要用小盤和重物來提供拉力，故G正確；
故選：ADFG
（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是，將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛重物的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力，故D正確，ABC錯誤；
故選：D
（3）計數點2對應的刻度為7.54cm
（4）根據$△x=a{T}_{\;}^{2}$，運用逐差法得：
$a=\frac{19.42-7.54-7.54}{4×0．{1}_{\;}^{2}}×1{0}_{\;}^{-2}=1.09m/{s}_{\;}^{2}$
（5）當兩小車都做初速度為零的勻變速直線運動，根據$x=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$
可得物體的加速度$a=\frac{2x}{{t}_{\;}^{2}}$，
所以$\frac{{a}_{1}^{\;}}{{a}_{2}^{\;}}=\frac{2{x}_{1}^{\;}}{{t}_{1}^{2}}×\frac{{t}_{2}^{2}}{2{x}_{2}^{\;}}$
根據題意要通過位移的測量來代替加速度的測量，即滿足$\frac{{a}_{1}^{\;}}{{a}_{2}^{\;}}=\frac{{x}_{1}^{\;}}{{x}_{2}^{\;}}$，則要${t}_{1}^{\;}={t}_{2}^{\;}$，此實驗不需要兩車質量相等，小車所受的水平拉力可以不等于砝碼（包括小盤）的重力，故BC正確，AD錯誤；
故選：BC
故答案為：（1）ADFG     （2）D           （3）7.54cm             （4）1.09           （5）BC

點評 實驗問題要結合物理規律去解決，本題考查的是力學問題，把長木板的一端墊得過高，使得傾斜角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現象，這些我們都要從學過的力學知識中解決．