Question

11．某實驗小組用圖甲所示裝置探究加速度與力的關(guān)系．

（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是AD．
A．拉小車的細(xì)線要與木板平行
B．打點計時器要與6V直流電源連接
C．沙桶和沙的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車和傳感器的質(zhì)量
D．平衡摩擦力時，紙帶要穿過打點計時器后連在小車上
（2）圖乙中的兩種穿紙帶方法，你認(rèn)為右（選填“左”或“右”）邊的打點效果好．
（3）實驗中得到一條如圖丙所示的紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率為50Hz．
由圖中實驗數(shù)據(jù)可知，打點計時器打下B點時小車的速度v_B=0.16m/s，小車的加速度a=0.50m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）某同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象如圖丁所示．該直線不過坐標(biāo)原點的原因可能是平衡摩擦力時斜面傾角過大．

Answer 1

分析 （1）明確探究加速度與拉力的關(guān)系實驗原理，從而掌握實驗方法和注意事項；特別注意要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出；
（2）根據(jù)打點計時器的使用方法可選出正確接法；
（3）根據(jù)平均速度可求得瞬時速度，根據(jù)逐差法可求得加速度；
（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）A、為了保證拉力沿水平方向，拉小車的細(xì)線要與木板平行，故A正確；
B、打點計時器要與交流電源連接，故B錯誤；
C、本實驗采用力傳感器測量小車受到的力，故不需要要求沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的質(zhì)量，故C錯誤；
D、平衡摩擦力時，不需砝碼和小桶，但小車后面必須與紙帶相連，因為運動過程中紙帶受到阻力．故D正確；
故選：AD．
（2）在實驗中紙帶應(yīng)放在復(fù)寫紙的下方，這樣才能打出清楚的點，故右邊打點效果要好；
（3）相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，故兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s；B點的速度等AC段的平均速度，由圖可知，AB=1.40cm=0.0140m；BC=1.89cm=0.0189m，CD=2.41cm=0.0241m，DE=2.89cm=0.0289m；
則B點的速度v_B=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.0140+0.0189}{2×0.1}$=0.16m/s；
根據(jù)△x=aT²可得：a=$\frac{CE-AC}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.0241+0.0289）-（0.0140+0.0189）}{4×0.01}$=0.50m/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．即在實際操作中，平衡摩擦力時斜面傾角過大
故答案為：（1）AD；（2）右；（3）0.16，0.50；（4）平衡摩擦力時斜面傾角過大

點評 本題考查探究加速度與拉力的關(guān)系的實驗，對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，以及如何正確分析誤差，同時掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法．