Question

【題目】(1) 在“探究加速度與力的關系”的實驗中，甲同學利用圖(a)中的力傳感器測出細線的拉力，通過改變鉤碼的個數改變細線拉力.

①甲同學在實驗過程中，________(選填“需要”或“不需要”)滿足“小車的質量遠大于鉤碼的質量”這一條件．

②甲同學在實驗過程中，若沒有進行平衡摩擦力的操作，則由實驗結果畫出的圖象可能是圖(b)中的________(選填“A”“B”或“C”)．

(2) 乙同學也采用圖(a)所示的裝置進行了“探究功和小車速度變化關系”的實驗，步驟如下：

①按圖(a)把實驗器材安裝好；

②先接通電源，后放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點. 從某點A開始，此后在紙帶上每隔4個點取一個計數點，依次標為B、C、…；

③測量出B、C、…各點與A點的距離，分別記為x1、x2、…；

④求出B、C、…各點的速度大小，分別記為v1、v2、…，再求出它們的平方v、v、…；

⑤用力傳感器的示數F分別乘以x1、x2、…，得到所做的功W1、W2、…；

⑥用速度的平方v2為縱坐標，力F所做的功W為橫坐標，并在v2W中描出相應的坐標點，得到圖線如圖(c)所示.上述實驗操作中，有明顯的疏漏是________；

正確操作后畫出圖(c)，由圖可知：打A點時小車的速度vA＝________m/s；小車的質量M＝________kg.(結果保留兩位小數)

Answer 1

【答案】不需要 B 未平衡摩擦力 0．50(0.45～0.55) 0．40(0.39～0.41)

【解析】

（1）根據實驗原理和實驗目的可知該操作的意義；

（2）若沒有進行平衡摩擦力，拉力小于摩擦力時，加速度為零，即可選擇正確圖像；

（3）根據動能定理求出速度平方與功的關系式，由圖象上的縱軸截距和斜率可求初速度和質量。

(1)由于該實驗中通過傳感器測出小車受到的拉力，所以不需要滿足“小車的質量遠大于鉤碼的質量”這一條件；

（2）若沒有進行平衡摩擦力，拉力小于摩擦力時，加速度為零，所以圖像可能是B；

（3）平衡摩擦力后，傳感器的示數等于小車受到的合外力，本實驗沒有平衡摩擦力；

根據動能定理，W= ，，縱軸截距對應的就是打A點速度的平方。由圖可知：=0.25m2/s2

所以有：vA=0.50m/s.

圖像的斜率等于，由圖可知，代入數據得：m=0.40kg.