Question

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量,m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在________(填“直流”或“交流”)電源上

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是________。

A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

（3）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出打“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為v=_______m/s,小車的加速度為________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（4）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為____________。

A． B． C． D．

（5）乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出如圖所示的a－F圖線，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題是_____。

Answer 1

【答案】交流電BC0.6112.00C沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

【解析】

（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電；

（2）本題拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，AD錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需將長木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，需記錄傳感器的示數(shù)，C正確．

（3）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度推論可得，根據(jù)，運(yùn)用逐差法得，，，則，代入數(shù)據(jù)可得．

（4）由牛頓第二定律得，則，a-F圖象的斜率：，小車質(zhì)量為，C正確；

（5）當(dāng)F不等于零，加速度a仍然為零，可知實(shí)驗(yàn)中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．