Question

1．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電火花打點(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的木板上，P的質(zhì)量為m₂，C為彈簧測力計(jì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量，讀出測力計(jì)不同讀數(shù)F，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．

（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為交流（選填“交、直”）220V．
（2）下列說法正確的是B
A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
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．測力計(jì)的讀數(shù)始終為$\frac{1}{2}$m₂g
（3）如圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：x_AB=4.22cm、x_BC=4.65cm、x_CD=5.08cm、x_DE=5.49cm，x_EF=5.91cm，x_FG=6.34cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42m/s²．（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，他測量得到的aF圖象，可能是圖3中的圖線C．

Answer 1

分析 （1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為220V交流電壓，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)；
（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）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為220V交流電壓；
（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)，此拉力可由測力計(jì)示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來代替，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=0.0465-0.0422=a×0.1²
解得：a=0.42m/s²
（4）若沒有平衡摩擦力，則當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說當(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．
故答案為：（1）220V；（2）B；（3）0.42；（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題第2問選項(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近似代替，是一個(gè)比課本參考方案更好的辦法，題目價(jià)值很高．