Question

4．某同學采用圖1所示的裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關系”．

（1）實驗時，按實驗要求安裝好器材后，應按一定的步驟進行實驗，下列給出供選擇的操作步驟：
A．保持配重的砝碼的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次
B．保持小車質(zhì)量不變，改變配重的砝碼的質(zhì)量，測出加速度，重復幾次
C．用天平測出小車和砝碼的質(zhì)量
D．在長木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力
E．根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，分別畫出a-F和a-$\frac{1}{M}$ 圖象
F．用秒表測出小車運動的時間
G．將裝有配重的砝碼用細線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出一系列的點
以上步驟中，不必要的步驟是F，正確步驟的合理順序是CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）．（填寫代表字母）
（2）該同學最終所得小車運動的a-F圖線如圖2所示，從圖中我們可以看出圖線是一條過原點的直線．根據(jù)該圖線可以確定下列判斷中錯誤的是B．
A．本實驗中小車的質(zhì)量一定時，其加速度與所受合力成正比
B．小車的加速度可能大于重力加速度g
C．可以確定小車的質(zhì)量約為0.50kg
D．實驗中配重的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M．

Answer 1

分析 實驗中，打點計時器使用的是交流電源，不能使用直流電，實驗時，應先接通電源，再釋放紙帶．根據(jù)實驗的原理知，本實驗驗證動能增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要測量質(zhì)量；
由原理F=Ma結合圖象可分析：F與a的關系，斜率的意義即可．

解答 解：（1）打點計時器是記錄時間的儀器，所以不需要秒表測量時間，故F沒有必要．
實驗的常規(guī)的步驟是：1．按照儀器；2．將紙帶穿過打點計時器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，處于靜止狀態(tài)；3．開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源；4．更換紙帶，重新進行兩次實驗．故正確步驟的合理順序是CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）．
（2）A、由圖線可得：F與a成正比，小車的質(zhì)量一定時，其加速度與所受合外力成正比，故A正確．
B、小車的加速度：a=$\frac{mg}{M+m}$，所以加速度不可能大于g，故B錯誤．
C、圖線的斜率k=$\frac{1}{M}$=$\frac{0.2}{0.1}$=2，所以：M=0.50kg，故C正確．
D、因為圖線是過原點的直線，故滿足配重的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M，故D正確．
本題選錯誤的，故選：B；
故答案為：（1）F，CDGBAE（或DCGBAE或DCGABE或CDGABE）； （2）B．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，知道重錘的質(zhì)量可以不測，打點計時器使用交流電源，實驗時應先接通電源，后釋放紙帶；
對該實驗要明確實驗原理，在此基礎上對器材的選擇，誤差分析，注意事項等問題進行分析會起到事半功倍的效果，難度適中．