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10.利用圖1裝置可以做力學(xué)中的許多實驗,

(1)以下說法正確的是CD.
A.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時,必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響
B.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時,應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D.實驗的操作過程中應(yīng)先接通電源,后釋放小車
(2)本裝置中要用到打點計時器,如圖2所示為實驗室常用的兩種計時器,其中甲裝置用的電源要求是A.
A.交流220V     B.直流220V    C.交流4-6V   D.直流4-6V
(3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,某次實驗得到的紙帶如圖所示,O、A、B、C和D是紙帶上
的五個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出,A、B、C、D四點到O點的距離如圖.打點計時器電源頻率為50Hz.根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計算出小車加速度a為0.43m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(4)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,實驗時以小車的加速度a為縱坐標(biāo),細(xì)線的拉力F(即砝碼和砝碼盤的總重力G)為橫坐標(biāo),建立坐標(biāo)系,并畫出a-F圖象得出加速度與力的關(guān)系.
①某同學(xué)畫出的a-F圖象如圖4所示,圖線中直線的斜率物理含義是:小車質(zhì)量的倒數(shù),后面直線發(fā)生彎曲的可能原因是小車質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量;
②另一位同學(xué)認(rèn)為:砝碼和砝碼盤的總重力G大于細(xì)線拉力F,G應(yīng)該是系統(tǒng)(盤、砝碼、車)的合力大小,于是將本實驗在①基礎(chǔ)上做了改動:每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上,其他操作都不變,那么他畫出的a-F圖象是(填“是”或“不是”)一條過坐標(biāo)原點的直線.

分析 (1、2)根據(jù)實驗的原理和實驗中要注意的操作步驟確定正確的選項.電磁打點計時器使用4-6V的交流電源,電火花打點計時器使用220V的交流電源.
(3)根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量,結(jié)合逐差法求出加速度.
(4)根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與F的關(guān)系式,結(jié)合關(guān)系式分析圖線斜率的物理意義,知道后面直線發(fā)生彎曲的可能原因是小車質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量.
(5)對系統(tǒng)研究,抓住總質(zhì)量不變,得出加速度與合力的關(guān)系,從而確定圖線的形狀.

解答 解:(1)A、用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時,不需要平衡摩擦力,故A錯誤.
B、用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時,不需要使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,只要使小車做勻變速運(yùn)動即可.故B錯誤.
C、為了使砝碼和小盤的總重力表示拉力,實驗時應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故C正確.
D、實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車.故D正確.
故選:CD.
(2)電火花打點計時器使用的是220V的交流電源,故選:A.
(3)根據(jù)△x=aT2,運(yùn)用逐差法得,a=xBDxOB4T2=4.351.311.31×1024×0.01≈0.43m/s2
(4)根據(jù)牛頓第二定律得,a=Fm,則圖線的斜率為小車質(zhì)量的倒數(shù).后面直線發(fā)生彎曲的可能原因是小車質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量.
(5)對系統(tǒng)研究,有:a=mgM,因為總質(zhì)量不變,可知a與F成正比,圖線為過原點的傾斜直線.
故答案為:(1)CD   (2)A  (3)0.43
(4)①小車質(zhì)量的倒數(shù),小車質(zhì)量不再遠(yuǎn)大于懸掛物總質(zhì)量   ②是

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項,掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度.

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