Question

20．（1）某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，其中有疏漏的步驟是AC
A．在水平方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，另一端拴上兩條細(xì)繩，并用兩個(gè)彈簧秤勾住細(xì)繩，互成角度的前拉，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)；
B．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力F₁和F₂的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；
C．只用一只彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示．
D．比較力F′和F的大小和方向，看他們是否相同，得出結(jié)論．
（2）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（1）所示．

①在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖（2）所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度為v=0.36m/s，該小車(chē)的加速度a=0.16m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②平衡摩擦力后，改變砝碼盤(pán)中砝碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a-F關(guān)系圖線(xiàn)（如圖（3）所示）．此圖線(xiàn)的AB段明顯偏離直線(xiàn)，造成此誤差的主要原因C
A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析 （1）步驟A中只有記下兩條細(xì)繩的方向，才能確定兩個(gè)分力的方向，進(jìn)一步才能根據(jù)平行四邊形定則求合力；步驟C中只有使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同．
（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小
（3）控制實(shí)驗(yàn)所控制的變量，分析圖象，根據(jù)圖象特點(diǎn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析圖象偏離直線(xiàn)的原因．

解答 解：（1）A中是沒(méi)有記錄兩拉力的方向．C中是沒(méi)有說(shuō)明要把結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，故有疏漏的步驟是AC
（2）打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小為：
${v}_{2}^{\;}=\frac{{x}_{13}^{\;}}{2T}=\frac{0.0352+0.0368}{0.2}=0.36m/s$
由題意可知：$△x=a{T}_{\;}^{2}$
$a=\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.0368-0.0352}{0.01}=0.16m/{s}_{\;}^{2}$
（3）以小車(chē)與砝碼及砝碼盤(pán)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合外力等于砝碼和砝碼盤(pán)的重力mg，
由牛頓第二定律得：mg=（M+m）a，小車(chē)的加速度a=$\frac{m}{M+m}$g，
小車(chē)受到的拉力F=Ma=$\frac{Mm}{M+m}$g，當(dāng)m＜＜M時(shí)，
可以認(rèn)為小車(chē)受到的合力等于砝碼和砝碼盤(pán)的重力，如果砝碼和盤(pán)的質(zhì)量太大，
則小車(chē)受到的合力小于砝碼和盤(pán)的重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，a-F圖象偏離直線(xiàn)，故C正確．
故答案為：（1）AC；（2）①0.36，0.16  ②C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了控制變量法的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析，實(shí)驗(yàn)誤差分析是本題的難點(diǎn)；應(yīng)知道當(dāng)砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)和砝碼的總重力．