Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置“探究加速度、質(zhì)量和合力的關(guān)系”。提供的實(shí)驗(yàn)器材：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、砂桶、細(xì)砂、細(xì)線、小車及砝碼、一端帶滑輪的長(zhǎng)木板及墊塊。某同學(xué)打出了一條紙帶。已知計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，他按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，得到了A、B、C、D、E等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。

（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，下列不需要的器材是______（填下列儀器前的字母代號(hào)）。

A．天平

B．秒表

C．毫米刻度尺

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使小車所受的合力大小等于砂和砂桶的總重力，為此，一方面要消除摩擦力的影響；另一方面還應(yīng)使砂和砂桶的質(zhì)量______小車和砝碼的總質(zhì)量（填“遠(yuǎn)小于”或“遠(yuǎn)大于”）。

（3）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，打C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vc=______m/s，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a=______m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）甲同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a一F圖線，如圖（a）所示。則實(shí)驗(yàn)存在的問題是______。

（5）乙、丙兩同學(xué)用同一裝置探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖（b）所示。則是兩同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)______取值不同造成的。

（6）隨著F的增大，a-F圖線最后會(huì)略微向______彎曲（填上或下）。

Answer 1

【答案】B 遠(yuǎn)小于 0.54 1.0 平衡摩擦力過度 小車和砝碼的質(zhì)量 下

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)過程需要測(cè)出砂與砂桶、以及小車的質(zhì)量，要用到天平。還需要用刻度尺測(cè)出紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，有了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后不需要秒表。故AC錯(cuò)誤，B正確。

（2）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該改變木板的傾角，用重力的下滑分量來平衡摩擦力；重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有對(duì)重物，有 mg-T=ma，對(duì)小車，有T=Ma，解得：，當(dāng)Mm時(shí)，有T≈mg，所以，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量。

（3）打C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，根據(jù)xCE-xAC=a（2T）2，解得a=1.0m/s2

（4）如圖（a）所示，當(dāng)F=0時(shí)a≠0，則知平衡摩擦力過度。

（5）根據(jù) ，知圖線的斜率不同，是由于小車和砝碼的質(zhì)量不同造成的。

（6）隨著F的增大，即砂和砂桶的質(zhì)量增大，將破壞砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量這個(gè)條件，a-F圖線最后會(huì)略微向下彎曲。