Question

【題目】同學(xué)們分別利用圖甲、乙所示的兩種裝置采用不同方案進(jìn)行“探究物體運(yùn)動的加速度與所受合外力關(guān)系”的的實(shí)驗(yàn)，其中小車A質(zhì)量約為350g，并與紙帶相連，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，托盤C內(nèi)裝有砝碼，托盤自身的質(zhì)量為5g；D為無線測力傳感器。兩種方案的不同在于: 方案一采用托盤和砝碼的重力值作為小車受到的拉力，方案二則用傳感器D直接測量繩子對小車的拉力。

(1)關(guān)于器材的選取，下列說法正確的是（____________）

A.方案一必須選取單個(gè)質(zhì)量盡量小的砝碼，如5克/個(gè)

B.方案一可以選取單個(gè)質(zhì)量較大的砝碼，如50克/個(gè)

C.方案二必須選取單個(gè)質(zhì)量盡量小的砝碼，如5克/個(gè)

D.方案二可以選取單個(gè)質(zhì)量較大的砝碼，如50克/個(gè)

(2)兩種方案都必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是（____________）

A.需要將導(dǎo)軌的右端墊高以平衡摩擦力

B.應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放小車

C.為了減小誤差，每次小車應(yīng)從同一位置釋放

D.需要記錄托盤中砝碼的質(zhì)量

(3)某組同學(xué)利用方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并將所獲得的6組數(shù)據(jù)對應(yīng)地繪制在圖所示的a-F圖中，請你根據(jù)圖中點(diǎn)跡，繪制一條可以反映加速度和拉力關(guān)系的圖線___________。

(4)根據(jù)第(3)問中你所繪制的圖線，可反映出該組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中的不妥之處是____________________________________________。

(5)若某組同學(xué)利用方案一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室，忘記了將軌道右端墊高平衡摩擦力，一直是軌道處于水平狀態(tài)，請根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，通過推導(dǎo)說明由這種操作和正確操作分別獲取的數(shù)據(jù)所繪制的a-F圖線的斜率和縱軸截距_____________________。

Answer 1

【答案】AD AB 見解析圖 平衡摩擦過度 見解析

【解析】

(1)[1]乙裝置由于有力傳感器，則不需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質(zhì)量，也不要求托盤及盤中砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量，而甲裝置是需要的。故選AD.

(2)[2]兩種方案都需要將導(dǎo)軌的右端墊高以平衡摩擦力，這樣才能保證拉力的功等于合外力的功，A正確；根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用規(guī)范，兩種方案都需要應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再釋放小車，B正確；測量過程中與小車是否在同一位置釋放無關(guān)，故C錯(cuò)誤；乙裝置由于有力傳感器，則不需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質(zhì)量，故D錯(cuò)誤.

(3)[3]關(guān)系圖線如圖所示：

(4)[4]由圖可知當(dāng)F=0時(shí)加速度a不為零，所以不妥之處在于右端墊得過高，平衡摩擦過度.

(5)[5]由牛頓第二定律可知，未平衡摩擦?xí)r有：

得：

平衡摩擦?xí)r有：

得：

兩次對比可知，忘記右端墊高平衡摩擦對圖像斜率無影響，但在縱軸上會產(chǎn)生的負(fù)截距.