Question

7．利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實驗

（1）以下說法中正確的是BD
A．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響
B．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，每次改變小車質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力
C．用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，應(yīng)先釋放小車后接通電源
D．用此裝置“探究做功和速度變化關(guān)系”時，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行
（2）用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，小車質(zhì)量約200g，為保證拉力近似等于沙桶（含沙）的重力，沙桶中應(yīng)選擇的重物是C
（3）實驗時所用的電源如圖甲所示，則打點計時器應(yīng)選圖乙中的A（選“A”或“B”）．
（4）該同學(xué)欲通過圖丙所示裝置打出的紙帶（圖�。﹣砼袛嗍欠褚呀�(jīng)平衡摩擦力．根據(jù)紙帶的點跡可以判斷：為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖乙中墊塊應(yīng)向右（選填“左”或“右”）移一些．
（5）在利用此裝置做實驗時，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離（單位cm）．則小車的加速度為0.15 m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 利用圖示小車紙帶裝置可以完成很多實驗，在研究勻變速直線運動時不需要平衡摩擦力，“研究勻變速直線運動”時，細(xì)線必須與木板平行以保持加速度不變；在探究“小車的加速度a與力F的關(guān)系”時，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a的表達(dá)式，不難得出當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量時，可以用鉤碼的重力代替繩子的拉力；
依據(jù)電火花打點器使用交流220V，而電磁打點計時器使用低壓交流電源；
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）A、此裝置可以用來研究勻變速直線運動，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤；
B、平衡摩擦力的方法是將木板帶打點計時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補償小車運動中所受阻力的影響，即mgsinθ=μmgcosθ，式子成立與質(zhì)量無關(guān)，故改變質(zhì)量后不需重新進(jìn)行平衡．故B正確；
C、用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，應(yīng)先接通電源后釋放小車，故C錯誤．
D、探究“功與速度變化的關(guān)系”實驗時，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與滑軌平行．故D正確；
故選：BD；
（2）要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足M＞＞m，因此沙桶中應(yīng)選擇的重物越小越好，
故選C；
（3）電火花打點計時器使用220V交流電源，由圖可知，學(xué)生電源提供低壓交流電源，即選擇電磁打點計時器，故A正確，B錯誤．
（4）根據(jù)紙帶上點的分布得到小車做減速運動，加速度方向沿斜面向上，即摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，
所以圖乙中墊塊應(yīng)該向右移一些，增大傾角．
（5）每隔五個打印點取一個計數(shù)點，所以2，3兩計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT²結(jié)合作差法得：a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}$=$\frac{3.83+3.99-3.68-3.53}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.15 m/s²．
故答案為：（1）BD；（2）C；（3）A；（4）右；（5）0.15．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，掌握重物的重力接近繩子的拉力的條件，及知道平衡摩擦力的方法．