Question

【題目】用如圖1所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，帶滑輪的長(zhǎng)木板水平固定，左側(cè)固定的力傳感器可以測(cè)得繩子中張力大小。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是______；

A.小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車(chē)，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

B.改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶

C.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖2所示，交流電頻率為5Hz，則由該紙帶可求得小車(chē)的加速度______m/s2。

以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出的a—F圖象3可能正確的是______。

若測(cè)出的a—F圖象的斜率為k后，則小車(chē)的質(zhì)量為______。

寫(xiě)出對(duì)本實(shí)驗(yàn)的一條改進(jìn)建議：______。

Answer 1

【答案】AB； ； A； ； 需要平衡摩擦力

【解析】

(1)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，小車(chē)質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，對(duì)a—F圖來(lái)說(shuō)，圖象的斜率表示小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)；(2)根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車(chē)的加速度；(3)根據(jù)牛頓第二定律分析可能的a—F圖象即可；(4)根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出圖象的斜率的表達(dá)式進(jìn)行分析；(5)從減小誤差的角度分析即可。

（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，然后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故A正確。

B、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故B正確。

CD、本實(shí)驗(yàn)拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶包括砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)的總質(zhì)量，故C、D錯(cuò)誤。

故選：A、B

(2)根據(jù)x=aT2有：（x3+x4）-(x1+x2)=a(2T)2

解得小車(chē)的加速度：a===0.88m/s2

(3)小車(chē)質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，所以a—F圖象是一條傾斜的直線，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，則畫(huà)出的a—F圖象在F軸上有截距，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤；

故選：A

(4)對(duì)小車(chē)，根據(jù)牛頓第二定律，有：F-f=ma

解得：a=-，故斜率k=，解得小車(chē)的質(zhì)量:m=

(5)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)前要首先平衡摩擦力。

故答案為：（1）A、B；（2）0.88；（3）A；（4）；（5）需要平衡摩擦力。