Question

15．如圖甲所示是張明同學(xué)在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”時(shí)所用的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s．

實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直：
B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；
C．掛上砝碼盤，放開小車后，再接通電源，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；
D．改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，求得小車在不同合力作用
下的加速度．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程，回答以下問題：
（l）實(shí)驗(yàn)步驟中有兩處明顯的錯(cuò)誤，請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)步驟的序號(hào)并加以改正：C項(xiàng)中“放開小車后，再接通電源”應(yīng)改為“接通電源后，再放開小車”，D項(xiàng)中“依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”應(yīng)改為“依次重復(fù)步驟C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”．
（2）如圖乙所示的紙帶是完成實(shí)驗(yàn)步驟后，張明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶中的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)跡未畫出．經(jīng)過測(cè)量，測(cè)得O到A、B、C、D、E、F點(diǎn)的距離如圖乙所示，
則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)的速度大小是2.4m/s，物體運(yùn)動(dòng)的加速度是6.0m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）下列關(guān)于小車所受合外力的大小說法正確的是D（不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦）
A．等于砝碼和砝碼盤所受重力大小的一半
B．等于砝碼和菇碼盤所受重力大小
C．等于砝碼和砝碼盤所受重力大小減去彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D．等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作細(xì)節(jié)，在該實(shí)驗(yàn)中要注意：紙帶、細(xì)繩要和木板平行，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)中時(shí)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B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式求解E點(diǎn)速度；
（3）繩子拉力由彈簧秤直接讀出．

解答 解：（1）C項(xiàng)中“放開小車后，再接通電源”應(yīng)改為“接通電源后，再放開小車”；
D項(xiàng)中不需要重新平衡摩擦力，所以“依次重復(fù)步驟B 和C 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”應(yīng)改為“依次重復(fù)步驟C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”；
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，故：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1250}{0.2}=0.625m/s$，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²，結(jié)合作差法得：a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}=\frac{0.491-0.1250-0.1250}{0.04}$=6.0m/s²，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式得：
v_E=v_B+3aT=0.625+3×6.0×0.1=2.4m/s
（3）同一根繩子，拉力相等，則小車所受合外力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故D正確．
故選：D
故答案為：（1）C項(xiàng)中“放開小車后，再接通電源”應(yīng)改為“接通電源后，再放開小車”，D項(xiàng)中“依次重復(fù)步驟B和C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”應(yīng)改為“依次重復(fù)步驟C進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)”；
（2）2.4；6.0；
（3）D

點(diǎn)評(píng) 教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，提高解題能力，注意本題中小車受到的合力由彈簧秤直接讀出．