Question

3．在做“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，
（1）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在圖示情況下準(zhǔn)備接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其裝置中有多個(gè)明顯的錯(cuò)誤，請(qǐng)指出2個(gè)錯(cuò)誤．
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該用交變電流．
②小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)距左端較遠(yuǎn)．

（2）按正確裝置及操作步驟打出圖2所示的紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，則小車(chē)的加速度為0.855m/s²．（保留3位有效數(shù)字）
（3）該同學(xué)在驗(yàn)證“合力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”時(shí)，得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)后，將砝碼盤(pán)及砝碼、小車(chē)的質(zhì)量之和的倒數(shù)$\frac{1}{m+M}$為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出相應(yīng)圖象，下列圖3中哪個(gè)圖象為該實(shí)驗(yàn)的正確圖象．B．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車(chē)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而在該圖中小車(chē)初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大�。�
（3）以砝碼盤(pán)及砝碼、小車(chē)整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析即可．

解答 解：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該用交變電流（圖中為直流電源）
②小車(chē)離定滑輪太近（離打點(diǎn)計(jì)器較遠(yuǎn)），小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)距左端較遠(yuǎn)，這樣便于小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段過(guò)程，從而能準(zhǔn)確測(cè)量小車(chē)的加速度，減小誤差．
（2）根據(jù)作差法得：a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0477+0.0562-0.0392-0.0305}{4×（5×0.02）^{2}}$=0.855m/s²，
（3）以砝碼盤(pán)及砝碼、小車(chē)整體為研究對(duì)象，若牛頓第二定律成立，則有mg=（M+m）a，
$a=mg\frac{1}{M+m}$，即mg一定的情況下，a與$\frac{1}{M+m}$成正比，沒(méi)有必要滿(mǎn)足M＞＞m，避免了圖線(xiàn)發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，當(dāng)$\frac{1}{M+m}=\frac{1}{m}$時(shí)，a=g，故B正確．
故選：B
故答案為：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該用交變電流、小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)距左端較遠(yuǎn)；（2）0.855；（3）B

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題我們要了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理．本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．