Question

(10分)在探究物體運動加速度與外力關(guān)系的實驗中：

⑴某些同學(xué)不能得到當(dāng)小車的質(zhì)量一定時加速度a與作用力F成正比的正確圖線，而是得出下列圖線，請分別說出得到圖中A、B、C三種圖線的原因：

得到A圖的原因是：                                                                     ；

得到B圖的原因是：                                                                     ；

得到C圖的原因是：                                                                     ；

⑵某同學(xué)在接通電源進行實驗之前，將實驗器材組裝如圖所示，請你指出該裝置中的錯誤或不妥之處(只要指出兩處錯誤或不妥之處)                                                                    

                                                                                           。

⑶如下圖為某同學(xué)實驗中獲得的一條紙帶，A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距s＝         cm，C點對應(yīng)的速度是v_C＝         m/s，加速度是a＝         m/s²(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

 

 

Answer 1

【答案】

 ⑴平衡摩擦力時木板抬起的角度偏大，平衡摩擦力時木板抬起的角度偏小，懸掛砂和砂桶的質(zhì)量偏大，不滿足mM；⑵電源應(yīng)該是4～6V交流電，小車應(yīng)該停靠在打點計時器附近，沒有抬起木板右端用來平衡摩擦力等等；⑶0.70，0.10，0.20

【解析】

試題分析：⑴圖象A中出現(xiàn)縱截距，說明力F為0時，小車就已有加速度，其原因可能是在平衡摩擦力時木板抬起的角度偏大，即平衡摩擦力過多；圖象B中出現(xiàn)橫截距，說明有力F作用時，小車還未動(加速度為0)，其原因可能是未平衡摩擦力，或在平衡摩擦力時木板抬起的角度偏小，即平衡摩擦力不足；圖象C中出現(xiàn)一段彎曲，即，小車的加速度與力F(砂和砂桶的重力)不再成正比關(guān)系，事實上，由于細線不可伸長，小車、砂和砂桶應(yīng)具有了相同大小的加速度，只有當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，細線對小車的拉力才近似等于砂和砂桶的重力，因此其原因是懸掛砂和砂桶的質(zhì)量偏大，不滿足mM的條件；

⑵打點計時器應(yīng)使用交流電源，而該同學(xué)則是使用了干電池這一直流電源；在開始實驗時，小車要靠近打點計時器，這樣可使能打點的紙帶盡量長些，獲得更多的實驗數(shù)據(jù)；另外從圖中還可以看出木板是水平狀態(tài)，即其右端未抬高，以平衡摩擦力等等。

⑶根據(jù)圖中刻度尺和紙帶上點的位置可知s＝0.70cm，需要注意的是，所用刻度尺為mm刻度尺，即其精度為1mm，而刻度尺的讀數(shù)需要估讀，因此在以cm為單位時，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)保留兩位小數(shù)，根據(jù)勻變速直線運動中點時刻速度等于平均速度可知，v_C＝×10^－2m/s＝0.10m/s，根據(jù)勻變速直線運動相鄰相等時間內(nèi)的位移之差相等，且等于a(Δt)²，采用逐差法有：a＝×10^－2m/s²＝0.20m/s²。

考點：本題主要考查了“探究物體運動加速度與外力關(guān)系”的實驗問題，屬于中檔題。