Question

13．某同學(xué)利用圖1裝置“探究小車所受合力做功與動能變化關(guān)系”．已知砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．

（1）實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車?yán)�力的大小以及測量各點到起始記數(shù)點間距離時，都會給實驗帶來誤差，該誤差屬于B
A．前者屬于偶然誤差后者屬于系統(tǒng)誤差B．前者屬于系統(tǒng)誤差后者屬于偶然誤差
C．都是系統(tǒng)誤差D．都是偶然誤差
（2）試驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是B
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋�讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
C．將長木板一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．
D．將長木板一端墊起，給小車上放適當(dāng)砝碼，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
（3）實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是C
A．M=20g，m=100g、150g、200g、250g、300g
B．M=20g，m=200g、400g、600g、800g、1000g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g
D．M=400g，m=20g 40g、60g、80g、100g
（4）各條紙帶的數(shù)據(jù)整理工作過程中，如圖為其中一條紙帶，圖2 是試驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．他們量出各點到A點距離填入表中，其中一組數(shù)據(jù)存在錯誤，這組數(shù)據(jù)對應(yīng)點是F點．已知打點計時器使用頻率為50Hz的交流電源．則打下F點的速度大小為v=0.60m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

	A	B	C	D	E	F	G
與A點距離（cm）	0	4.22	8.84	13.86	19.28	25.1	31.32

Answer 1

分析 （1）根據(jù)系統(tǒng)誤差和偶然誤差的區(qū)別進行判斷；
（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)平衡摩擦力；
（3）重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，要使其對細線的拉力近似等于重力，應(yīng)該使加速度減小，即重物的質(zhì)量應(yīng)該遠小于小車的質(zhì)量．
（4）刻度尺的讀數(shù)需要估讀，因此小數(shù)點后有兩位，觀察數(shù)據(jù)可知F數(shù)據(jù)有錯誤；從打出的點數(shù)據(jù)可知小車做勻加速直線運動，則F點的瞬時速度等于EG段的平均速度；

解答 解：（1）系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確，或?qū)嶒灧椒ù致�，或�(qū)嶒炘�理不完善而產(chǎn)生的；偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的；因此實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車?yán)�力的大小帶來的誤差屬于系統(tǒng)誤差；測量各點到起始記數(shù)點間距離時帶來的誤差屬于偶然誤差；故選：B．
（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，可以將長木板的一段墊高，撤去砂和砂桶，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，故B正確；
（3）重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，要使其對細線的拉力近似等于重力，應(yīng)該使加速度減小，即重物的質(zhì)量m應(yīng)該遠小于小車M的質(zhì)量．因此最合理的是C；
（4）刻度尺的讀數(shù)需要估讀，因此小數(shù)點后有兩位，觀察數(shù)據(jù)可知F點數(shù)據(jù)有錯誤，應(yīng)該寫成25.10cm；
打點計時器使用頻率為50Hz的交流電源，則相鄰計時點的時間間隔為0.02s，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，則相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s
勻變速直線運動中，中間時刻的速度等于這一段的平均速度，則
${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{（31.32-19.28）×1{0}^{-2}}{2×0.1}m/s=0.60m/s$；
故答案為：（1）B； （2）B；（3）C； （4）F；0.60．

點評 要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．另外注意打點計時器和刻度尺的使用．