Question

7．根據“探究加速度與力、質量的關系”的實驗完成下面的題目．
（1）有關實驗以及數據處理，下列說法正確的是AC．
A．應使砂和小桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量，以減小實驗誤差
B．可以用天平測出小桶和砂的總質量m及小車和砝碼的總質量M；根據公式a=$\frac{mg}{M}$，求出小車的加速度
C．處理實驗數據時采用描點法畫圖象，可以減小偶然誤差
D．處理實驗數據時采用a-M 圖象，是為了便于根據圖線直觀地作出判斷
（2）某學生在平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過低，使得傾角偏小．他所得到的a-F關系可用圖1中的哪個表示？D．

（3）某學生將實驗裝置按如圖2所示安裝好，準備接通電源后開始做實驗．他的裝置圖中，明顯的錯誤是打點計時器使用直流電源；小車與打點計時器間的距離太長；木板水平，沒有平衡摩擦力 （寫出兩條）．

（4）圖3是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數點之間的距離分別為：x_AB=3.22cm、x_BC=3.65cm、x_CD=4.08cm、x_DE=4.49cm，x_EF=4.91cm，x_FG=5.34cm．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42m/s²．（結果保留二位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質量的關系實驗中，在砂桶總質量遠小于小車及砝碼總質量的情況下，可以認為小車受到的拉力等于砂桶重力；在實驗前應平衡小車受到的摩擦力；小車的加速應根據打點計時器打出的紙帶求出；為減小實驗誤差應多次幾組實驗數據，應用圖象法處理實驗數據；
（2）平衡摩擦力時，把導軌一端墊得過低，使得傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0，當拉力達到一定程度，小車才開始運動．
（3）根據實驗的原理和實驗方法分析實驗中的注意事項．
（4）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²求解加速度．

解答 解：（1）A、應使沙和小桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量，以減小實驗誤差，故A正確；
B、小車的加速度應通過打點計時器打出的紙帶求出，故B錯誤；
C、處理實驗數據時應采用描點法畫圖象，可以減小誤差，故C正確；
D、為了將圖象畫成我們熟悉的直線，更直觀反映兩個變量的關系．a與M成反比，故數據處理應作a-$\frac{1}{M}$圖象，故D錯誤；
故選：AC
（2）傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0．故選D
（3）由實驗原理圖可知，
打點計時器用的必須是交流電，圖中用的是直流電，所以采用的電源不對，
小車釋放的位置應該靠近計時器，以便測量更多的數據來減小誤差．
同時木板水平，沒有平衡摩擦力．
故錯誤的為：①打點計時器接的是直流電源．②小車釋放的位置遠離計時器③木板水平，沒有平衡摩擦力
（4）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，有：
$a=\frac{（4.49+4.91+5.34）-（3.22+3.65+4.08）}{9×0．{1}_{\;}^{2}}×$$1{0}_{\;}^{-2}$=$0.42m/{s}_{\;}^{2}$
故答案為：（1）ACD；（2）C；（3）打點計時器使用直流電源；小車與打點計時器間的距離太長；木板水平，沒有平衡摩擦力．（4）0.42

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
對于課本中基礎力學實驗，要到實驗室進行實際操作，這樣才能明確實驗步驟和具體的操作的含義