Question

某學校實驗小組用圖（甲）所示的實驗裝置來“探究加速度與力和質量的關系”．
（一）有本實驗的操作以下說法正確的是

AD

A．打點計時器如果是電火式的，應使用220v交流電源
B．打點計時器如果是電磁式的，應使用220v交流電源
C．平衡摩擦力時，應將沙桶用細線跨過定滑輪系在小車上，讓小車做勻速直線運動
D．實驗操作時，應先接通電源后放小車
（二）如圖乙所示是某小組在實驗中，由打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.10s，其中S₁=4.31cm、S₂=4.81cm、S₃=5.33cm、S₄=5.82cm、S₅=6.30cm、S₆=6.80cm，則打下A點時小車的瞬時速度大小是

0.56

m/s，小車運動的加速度的大小是

0.46

m/s²（計算結果保留兩位有效數字）．
（三）另一小組在該實驗中得到了如下一組實驗數據：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m?s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

①請在圖丙所示的坐標中畫出a-F的圖線（見答案紙）
②從圖中可以發現實驗操作中存在的問題可能是

AB

填字母序號）
A、實驗沒有平衡摩擦力
B、實驗中平衡摩擦力時木板傾角過小
C、實驗中平衡摩擦力時木板傾角過大
D、實驗中小車質量太大
E、實驗中砂桶和砂的質量太大

Answer 1

分析：（1）了解電磁打點計時器的工作電壓和實驗的工作步驟，能夠熟練使用打點計時器便能正確解答該題．
（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．
（3）根據所提供數據，采用描點法可正確畫出圖象；根據所畫圖象的特點，明確兩坐標軸的含義，可正確解答．

解答：解：（1）A、電磁打點計時器的工作電壓是4～6V的交流電，而電火花打點計時器的工作電壓是220V交流電．故A正確，B錯誤；
C、平衡摩擦力時，不能將沙桶用細線跨過定滑輪系在小車上，而是將小車直接放在木板上，調節木板的傾角，讓小車做勻速直線運動即可，故C錯誤；
D、實驗操作時，是先接通打點計時器然后讓物體帶動紙帶運動，這樣可以保證紙帶的大部分距離上有點跡，能充分利用整個紙帶．故D正確．
故選AD
（2）利用勻變速直線運動的推論得：
v_A=

s3+s4

2T

=

0.0533+0.0582

0.2

=0.56m/s
由于相鄰的計數點間的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
S₆-S₃=3a₁T²             ①
S₅-S₂=3a₂T²             ②
S₄-S₁=3a₃T²             ③
a=

a1+a2+a3

3

           ④
聯立①②③④得：
a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

帶入數據解得：a=0.46m/s²
（3）①用描點法得出的圖象如下所示：

②由該圖象可知，開始有外力F時，物體的加速度仍為零，因此該實驗操作中可能沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，故A、B正確，C、D、E錯誤．
故選AB．
故答案為：（1）AD；（2）0.56m/s；0.46m/s²；（3）如圖所示；AB

點評：對于基本實驗儀器不光要了解其工作原理，還要從實踐上去了解它，自己動手去實際操作，達到熟練使用的程度．描點法畫圖象時，注意將所有點盡量用一直線穿過，不能穿過的均勻分布在直線的兩側；在該實驗中通過將木板一端適當墊高的辦法來平衡摩擦力，這是必須進行的操作．