Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中采用如圖1所示的裝置．

（1）下列說法中正確的是___________。

A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源

D．在每次實驗中，應使小車和砝碼的質量遠大于砂和小桶的總質量

（2）圖2是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶，電火花打點計時器的電源頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F、G是在紙帶上確定出的7個計數點．其相鄰點間的距離如圖2所示，每兩個相鄰的計數點之間還有4個打印點未畫出．則小車運動的加速度大小a=_____m/s2，打紙帶上E點時小車的瞬時速度大小vE=_____m/s．（結果均保留兩位小數）

（3）在“探究加速度與合外力的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砝碼的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F關系圖線如圖3所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因為_____．

Answer 1

【答案】BD 0.80（0.70～0.90均給分） 0.64 平衡摩擦力過度（或者木板墊起的角度過大）

【解析】

（1）當盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車及砝碼總質量時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應保證繩和紙帶與木板平行；

（2）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，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點時小車的瞬時速度大小；

（3）實驗時應平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a﹣F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a﹣F圖象的a軸上有截距．

解：（1）A、平衡摩擦力時，不能將及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上．故A錯誤．

B、改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．

C、實驗時，先接通電源，再釋放小車．故C錯誤．

D、在每次實驗中，應使小車和砝碼的質量遠大于砂和小桶的總質量．故D正確．

故選BD．

（2）每兩個相鄰的計數點之間還有4個打印點未畫出，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔T=0.10s，

根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，得：vE==0.64m/s

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，

得：x4﹣x1=3a1T2

x5﹣x2=3a2T2

x6﹣x3=3a3T2

為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：

a=（a1+a2+a3）

即小車運動的加速度計算表達式為：a=，

代入數據解得：a=0.80m/s2．

（3）由圖象可知，a﹣F圖象在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的．

故答案為（1）BD；（2）0.80；0.64；（3）平衡摩擦力過度