Question

10．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）打點(diǎn)計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁式打點(diǎn)計時器和電火花計時器，使用的都是交流電（填“直流電”或“交流電”），它們是每隔0.02s打一個點(diǎn)．
（2）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是A
A．控制變量法          B．假設(shè)法    C．理想實(shí)驗(yàn)法          D．等效替代法
（3）下列說法正確的是CD．
A．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-$\frac{1}{m_A}$圖象
（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中．打出的一條紙帶如圖2所示，他選擇了幾個計時點(diǎn)作為計數(shù)點(diǎn)，相鄰 兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個計時點(diǎn)沒有標(biāo)出，其中s₁=7.06cm、s₂=7.68cm、s₃=8.30cm、s₄=8.92cm，打“C”計數(shù)點(diǎn)時小車的速度大小為0.799m/s，紙帶加速度的大小是0.62m/s²．
（5）某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高，其目的是平衡摩擦力．但他把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大．用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力．他繪出的a-F關(guān)系圖象是C

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計時器是使用交流電的計時儀器，打點(diǎn)時間間隔等于交流電的周期．
（2）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法．
（3）A、實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力；
B、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車；
C、在砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量時，小車受到的拉力近似等于砝碼及砝碼盤受到的重力；
D、應(yīng)用圖象法處理加速度與質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，為了直觀，應(yīng)作a-$\frac{1}{m_A}$圖象；
（4）做勻變速運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度；
做勻變速運(yùn)動的物體在相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位于之差是定值，△x=at²，據(jù)此求出紙帶的加速度．
（5）實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，如果木板墊起的太高，過平衡摩擦力，小車重力平行于木板方向的分力大于小車受到的摩擦力，在不施加拉力時，小車已經(jīng)有加速度，a-F圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)，在a軸上有截距．

解答 解：（1）打點(diǎn)計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁式打點(diǎn)計時器和電火花計時器，使用的都是 交流電，它們是每隔T=0.02s打一個點(diǎn)．
（2）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，
故選：A．
（3）A、實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤；
B、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，故B錯誤；
C、在砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量時，小車受到的拉力近似等于砝碼及砝碼盤受到的重力，故C正確；
D、應(yīng)用圖象法處理加速度與質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，為了直觀，應(yīng)作a-$\frac{1}{m_A}$圖象，故D正確；
故選：CD．
（4）相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個計時點(diǎn)沒有標(biāo)出，則計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.02×5=0.1s；
打b點(diǎn)時的瞬時速度v_b=$\frac{0.0768+0.0830}{2×0.1}$=0.799m/s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：紙帶的加速度a=$\frac{0.083-0.0706+0.0892-0.0768}{4×0.01}$≈0.62m/s²．
（5）將長木板右端適當(dāng)墊高，其目的是平衡摩擦力；把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大，小車所受重力平行于木板的分力大于小車受到的摩擦力，小車受到的合力大于細(xì)線的拉力，在小車不受力時，小車已經(jīng)具有一定的加速度，a-F圖象不過原點(diǎn)，在a軸上有截距，因此他繪出的a-F關(guān)系圖象是C．
故答案為：（1）交流電；0.02；（2）A；（3）CD；（4）0.799，0.62；（5）平衡摩擦力，C．

點(diǎn)評 要知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，要會處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．