Question

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)��?/span>F等于砂和砂桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可由紙帶求得．

（1）如圖乙所示實(shí)驗(yàn)儀器為電火花計(jì)時(shí)器，下列關(guān)于其工作電壓判斷正確的是____．

A．交流電源6V B．直流電源6V

C．交流電源220V D．直流電源220V

（2）圖丙所示是某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用電源的頻率為50Hz，用毫米刻度尺測得：AB=0.60cm，AC=1.60cm，AD=3.00cm，AE=4.80cm，AF=7.00cm，AG=9.60cm．根據(jù)上圖可知，打下E點(diǎn)時(shí)小車的速度為_______m/s．小車的加速度為______m/s2．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）另一同學(xué)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖丁，該圖線不通過原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是____________．

（4）若實(shí)驗(yàn)中將小車換成滑塊，將木板水平放置可測出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．要測出動(dòng)摩擦因數(shù)μ，需要測量的物理量有__________；實(shí)驗(yàn)測得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ比真實(shí)值_______（填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】 C 0.20 0.40 實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足或平衡摩擦力時(shí)木板傾角過小） 砂和砂桶的總質(zhì)量、木塊的質(zhì)量、以及對應(yīng)的加速度 大

【解析】(1) 電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電，故選C；

（2）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，打下E點(diǎn)時(shí)小車的速度為等于DF段的平均速度，

；根據(jù)，

(2)圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F不為零時(shí)，加速度仍為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(3)設(shè)滑塊的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：

對m:mgF拉=ma

對M:F拉μMg=Ma

解得：

需要測量的物理量有砂和砂桶的總質(zhì)量、木塊的質(zhì)量、以及對應(yīng)的加速度。

而實(shí)驗(yàn)測得的動(dòng)摩擦因數(shù)為： ，所以驗(yàn)測得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ比真實(shí)值偏大。