Question

14．如圖1所示為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．圖中A為小車，質(zhì)量為m₁，連接在小車后面的紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上，P的質(zhì)量為m₂，C為彈簧測(cè)力計(jì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量，讀出測(cè)力計(jì)不同讀數(shù)F，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．
（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為交流（選填“交、直”）4-6V．
（2）下列說(shuō)法正確的是B
A．一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板必須保持水平
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車
C．實(shí)驗(yàn)中m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁
D．測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為$\frac{{m}_{2}g}{2}$

（3）圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出．由此可求得小車的加速度的大小是0.50 m/s²（交流電的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測(cè)量得到的aF圖象，可能是圖3中的圖線C．

Answer 1

分析 （1）正確解答本題需要掌握：了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和具體使用，尤其是在具體實(shí)驗(yàn)中的操作細(xì)節(jié)要明確．
（2）該實(shí)驗(yàn)必須要平衡摩擦；由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量；由牛頓第二定律可求解測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²求解加速度．
（4）如果沒(méi)有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況

解答 解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為4-6V交流電源；
（2）A、該實(shí)驗(yàn)首先必須要平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤；
B、為提高打點(diǎn)的個(gè)數(shù)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用都要求先接通電源后釋放小車，故B正確；
C、由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng)，此拉力可由測(cè)力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來(lái)代替，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D、由于重物向下加速度運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，
解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²，有：△x=0.0339-0.0289=a×（0.1）²
解得：a=0.50m/s²
（4）若沒(méi)有平衡摩擦力，則當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，所以可能是圖中的圖線C．
故選：C．
故答案為：（1）交、4-6；（2）B；（3）0.50；（4）C

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)儀器，要會(huì)正確使用，了解其工作原理，為將來(lái)具體實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實(shí)踐上去了解它，自己動(dòng)手去做做．第2問(wèn)選項(xiàng)C為易錯(cuò)選項(xiàng)，這個(gè)是課本參考實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)版，用這種方法可以準(zhǔn)確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來(lái)近似代替，是一個(gè)比課本參考方案更好的辦法，題目?jī)r(jià)值很高．