Question

（2009?江門二模）（1）如圖所示，甲圖中螺旋測微器的讀數(shù)為

10.501

mm，乙圖中游標卡尺的讀數(shù)為

10.155

cm．

（2）學校實驗小組在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，圖（甲）為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）．
（一）同學們在進行實驗時，為了減小實驗時的系統(tǒng)誤差，使分析數(shù)據(jù)時可以認為砂桶的重力等于小車所受的合外力，你認為應采取的措施有：
①

將長木板一端墊起，讓小車重力
沿斜面的分力平衡摩擦阻力

；②

小車質(zhì)量遠大于沙桶的總質(zhì)量

．
（二）如圖乙所示是某小組在做實驗中，由打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，則A點處瞬時速度的大小是

0.86

m/s，小車運動的加速度計算表達式為

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，加速度的大小是

0.64

m/s²（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（三）另一小組在該實驗中得到了如下一組實驗數(shù)據(jù)：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m?s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

①請在圖丙所示的坐標中畫出a-F的圖線
②從圖中可以發(fā)現(xiàn)實驗操作中存在的問題可能是

AB

填字母序號）
A．實驗沒有平衡摩擦力
B．實驗中平衡摩擦力時木板傾角過小
C．實驗中平衡摩擦力時木板傾角過大
D．實驗中小車質(zhì)量發(fā)生變化．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
（2）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對鉤碼來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量．
紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．
根據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點法可正確畫出圖象；根據(jù)所畫圖象的特點，明確兩坐標軸的含義，可正確解答．

解答：解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為10.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×0.1mm=0.001mm，所以最終讀數(shù)為10.501mm．
游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為101mm，游標讀數(shù)為0.05×11mm=0.55mm，所以最終讀數(shù)為101.55mm=10.155cm
（2）（一）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：設小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，整體的加速度為a，繩上的拉力為F，則：對小車有：F=Ma；對鉤碼有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則要求：Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量，這樣兩者才能近似相等．
（二）利用勻變速直線運動的推論得：
v_A=

s3+s4

2t

=0.86m/s．
由于相鄰的計數(shù)點間的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
小車運動的加速度計算表達式為a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

代入數(shù)據(jù)得a=0.64m/s²．
（三））①根據(jù)所提供數(shù)據(jù)，采用描點法可正確畫出圖象如下所示：

②由圖象可知，當開始小車存在拉力時，加速度確為零，根據(jù)牛頓第二定律可知，此時小車應該受到摩擦力作用，因此實驗中存在是問題是沒有平衡摩擦力或者平衡的不夠，故CD錯誤，AB正確．
故選AB．
故答案為：（1）10.501，10.155
（2）（一）①將長木板一端墊起，讓小車重力
沿斜面的分力平衡摩擦阻力；
②小車質(zhì)量遠大于沙桶的總質(zhì)量．
（二）0.86，

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，0.64
（三）如圖，AB．

點評：（1）解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
（2）要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關系中用到的原理，圍繞原理，記憶需要測量的物理量及實驗時的注意事項．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
能夠運用逐差法求解加速度．