Question

14．如圖（a）為某同學(xué)設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板．在實驗中認(rèn)為細(xì)線對小車?yán)�力F的大小等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得．

（1）本實驗應(yīng)用的實驗方法是A
A．控制變量法    B．假設(shè)法    C．理想實驗法    D．等效替代法
（2）實驗過程中，電火花計時器應(yīng)接在交流（選填“直流”或“交流”）電源上．調(diào)整定滑輪，使細(xì)線與木板平行．
（3）圖（b）是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，其中0、1、2、3、4是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，打“3”計數(shù)點(diǎn)時小車的速度大小為0.26m/s，由紙帶求出小車的加速度的大小a=0.49 m/s²．（計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
（4）在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖（c）所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因為平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 （1）加速度與物體質(zhì)量、物體受到的合力有關(guān)，在探究加速度與物體質(zhì)量、受力關(guān)系的實驗中，應(yīng)該使用控制變量法．
（2）電火花打點(diǎn)計時器應(yīng)使用交流電源，為了使繩子的拉力等于合力，繩子的方向應(yīng)與長木板平行；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²，可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上打3點(diǎn)時小車的瞬時速度大小．
（4）實驗時應(yīng)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．

解答 解：（1）探究加速度與力的關(guān)系時，要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大小；
探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)控制拉力不變而改變小車質(zhì)量，這種實驗方法是控制變量法．
故選：A
（2）電火花計時器應(yīng)接在交流電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長木板平行．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得：
v₃=$\frac{0.024+0.0288}{2×0.1}$=0.26m/s
根據(jù)作差法得：
a=$\frac{0.0288+0.0240-0.0189-0.0140}{4×0.01}$=0.49m/s²．
（4）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）A；（2）交流；細(xì)線與木板平行；（3）0.26；0.49；（4）平衡摩擦力過度．

點(diǎn)評 本題考查了打點(diǎn)計時器的應(yīng)用及打出的紙帶的處理方法，有利于學(xué)生基本知識的掌握，同時也考查了學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗條件的掌握，難度適中．