Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組按如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究“加速度與物體所受合外力的關(guān)系”。圖中為裝有砝碼的小車，為裝有砝碼的小盤，為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車通過紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（未畫出）相連，小車（及砝碼）的質(zhì)量為，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為。

(1)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持 _____________（用題中物理量表示）不變，用裝有砝碼的小盤所受的重力大小作為 _____________，用紙帶法測(cè)小車的加速度。為使砝碼及小盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼及小盤的總質(zhì)量 ________（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）小車和小車上砝碼的總質(zhì)量。

(2)改變小盤中所放砝碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。如圖所示在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出關(guān)系圖線。此圖線的段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是 _________。（填正確選項(xiàng)前字母）

A.操作前未平衡摩擦力

B.牽引小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板未保持不行

C.小盤中所放砝碼的總質(zhì)量太大

D.所用小車的質(zhì)量太大

(3)實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖所示，并在其上取了7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離如圖所示，其中相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，則打點(diǎn)時(shí)的速度______；加速度______。

Answer 1

【答案】M 小車所受的合外力 遠(yuǎn)小于 C

【解析】

(1)[1][2]研究加速度與物體所受合外力的關(guān)系時(shí)，采取控制變量法，需要保持研究對(duì)象的質(zhì)量不變，即保持小車（及砝碼）的質(zhì)量M不變，用小盤（及砝碼）所受的重力大小作為小車所受的合外力；

[3]對(duì)連接體由牛頓第二定律可得細(xì)繩的真實(shí)拉力為

若要，需要滿足，即為使砝碼及小盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼及小盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量。

(2)[4]由圖像過原點(diǎn)，說明平衡摩擦力合適，而在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際上小盤（及砝碼）的重力與小車所受的拉力不等，在小盤（及砝碼）質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，小盤（及砝碼）的重力近似等于繩子的拉力，當(dāng)小盤（及砝碼）的質(zhì)量比較大時(shí)，小盤（及砝碼）的重力大于繩子的拉力，此時(shí)可以對(duì)整體研究，

即圖線的斜率表示（m+M）的倒數(shù)，所以圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是小盤中砝碼的總質(zhì)量太大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

(3)[5]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，有

[6]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式，結(jié)合六段位移采用逐差法可得平均加速度為