Question

2．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中：

（1）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖1所示．請(qǐng)你指出該裝置中兩處錯(cuò)誤或不妥之處：①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源；②小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．圖2是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為0.20m/s²．（圖中數(shù)據(jù)單位均為cm，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是：m＜＜M．
（4）驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒(méi)有注意始終滿足（3）中的條件，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是圖3中的D．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而在該圖中小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．
（3）為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足m＜＜M．
（4）應(yīng)用牛頓第二定律分析實(shí)驗(yàn)誤差，然后答題．

解答 解：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該用交變電流（圖中為直流電源）；
②小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)
（2）a=$\frac{（4.04-2×1.63）×0.01}{{（2×0.1）}^{2}}$=0.20m/s²
（3）為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足m＜＜M．
（4）隨著$\frac{1}{M}$增大，小車質(zhì)量在減小，因此小車質(zhì)量不再滿足遠(yuǎn)大于砂和小砂桶的質(zhì)量，加速度不可能一直均勻增大，加速度的增大幅度將逐漸減小，最后趨近與定值g，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
故答案為：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源；
②小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；
（2）0.20
（3）m＜＜M 
（4）D

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)方法、步驟，同時(shí)要會(huì)用紙帶求解瞬時(shí)速度，基礎(chǔ)題．