Question

【題目】某研究性學習小組分別用如圖1所示的裝置進行以下實驗:“探究加速度與合外力的關系”裝置中,小車質量為,沙桶和沙子的總質量為,通過改變改變小車所受的合外力大小,小車的加速度可由打點計時器和紙帶測出.現保持小車質量不變,逐漸增大沙桶和沙的總質量進行多次實驗,得到多組、值(為彈簧測力計的示數).

(1).為了減小實驗誤差,下列做法正確的是________

A.需平衡小車的摩擦力

B.砂桶和砂的總質量要遠小于小車的質量

C.滑輪摩擦足夠小,繩的質量要足夠輕

D.先釋放小車,后接通打點計時器的電源

(2).某同學根據實驗數據畫出了如圖2所示的一條過坐標原點的傾斜直線,其中縱軸為小車的加速度大小,橫軸應為_________

A. B. C. D.

(3).當沙桶和沙的總質量較大導致較大時,圖線________

A.逐漸偏向縱軸

B.逐漸偏向橫軸

C.仍保持原方向不變

(4).圖3為上述實驗中打下的一條紙帶, 點為小車剛釋放時打下的起始點,每兩點間還有四個計時點未畫出,測得、、、,打點計時器的頻率為 ,小車的加速度為__________.

Answer 1

【答案】AC D C 4.0

【解析】

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。其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚。對小車列出牛頓第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函數表達式，然后即可得出橫軸坐標與斜率與什么物理量有關，從而得出結論。根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小.

（1）此實驗需平衡小車的摩擦力，因滑輪摩擦和繩子的重力會影響示數，所以滑輪摩擦足夠小，繩的質量要足夠輕，實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，選項AC正確；本實驗中彈簧秤的示數即為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量，選項B錯誤；實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理，故D錯誤。故選AC。
（2）對小車分析，應有F=Ma，解得：a=F，由于圖線經過坐標原點，所以橫軸應為F，故D正確。故選D
（3）由于圖象的斜率為k=，所以增大沙和沙桶質量，k不變，仍保持原方向不變，所以C正確。故選C
（4）紙帶上面每打一點的時間間隔是0.02s，且每兩個記數點間還有四個計時點未畫出，T=0.1s。連續相等時間內的位移差為△x=4cm=0.04m，根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可得：；