Question

【題目】如圖甲所示是某同學設計的“探究加速度a與物體所受合力F及質量m間關系”的實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度a可由紙帶求得．

（1）如圖乙所示實驗儀器為電火花計時器，下列關于其工作電壓判斷正確的是____．

A．交流電源6V B．直流電源6V

C．交流電源220V D．直流電源220V

（2）圖丙所示是某同學通過實驗得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出）．已知打點計時器所使用電源的頻率為50Hz，用毫米刻度尺測得：AB=0.60cm，AC=1.60cm，AD=3.00cm，AE=4.80cm，AF=7.00cm，AG=9.60cm．根據(jù)上圖可知，打下E點時小車的速度為_______m/s．小車的加速度為______m/s2．（計算結果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）另一同學保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖丁，該圖線不通過原點，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是____________．

（4）若實驗中將小車換成滑塊，將木板水平放置可測出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ．要測出動摩擦因數(shù)μ，需要測量的物理量有__________；實驗測得的動摩擦因數(shù)μ比真實值_______（填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】 C 0.20 0.40 實驗前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足或平衡摩擦力時木板傾角過小） 砂和砂桶的總質量、木塊的質量、以及對應的加速度 大

【解析】(1) 電火花計時器使用的是220V的交流電，故選C；

（2）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可知，打下E點時小車的速度為等于DF段的平均速度，

；根據(jù)，

(2)圖線不通過坐標原點，F不為零時，加速度仍為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(3)設滑塊的質量為M，砂和砂桶的質量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：

對m:mgF拉=ma

對M:F拉μMg=Ma

解得：

需要測量的物理量有砂和砂桶的總質量、木塊的質量、以及對應的加速度。

而實驗測得的動摩擦因數(shù)為： ，所以驗測得的動摩擦因數(shù)μ比真實值偏大。