Question

【題目】如圖所示，下關(guān)一中某物理興趣小組利用如下實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。已知小車的質(zhì)量為M，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電源的頻率為50 Hz，動(dòng)滑輪質(zhì)量不計(jì)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè) 力計(jì)相連的細(xì)線豎直；

②調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；

③掛上鉤碼，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；

④改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)步驟③，求得小車在不同拉力作用下的加速度。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答以下問(wèn)題：

（1）對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是__________(填選項(xiàng)前的字母)。

A．鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

B．步驟②是平衡摩擦力的操作

C．與小車相連的細(xì)線與長(zhǎng)木板一定要平行

D．不需要記錄所掛鉤碼的質(zhì)量

E．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，由該紙帶可求得小車在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是vB=_______m/s，小車的加速度a=________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（3）若交流電的實(shí)際頻率大于50 Hz，則上述(2)中加速度a計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比_________(選填“偏大”、“偏小”、“不變”)。

（4）在研究小車質(zhì)量M、合力F對(duì)小車加速度a的影響時(shí)，應(yīng)采用____________的方法。

（5）由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖像，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是________；若已圖像的斜率為k，則小車的質(zhì)量表達(dá)式為__________。

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】BCD 0.64 0.88 偏小 控制變量法 A

【解析】

(1)[1]A．由于不是鉤碼的重力為小車的拉力，所以不需要鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件。故A錯(cuò)誤。

B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明平衡了摩擦力。故B正確。

C．與小車相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行。故C正確。

D．記錄彈簧秤示數(shù)，不需要記錄記錄所掛鉤碼的質(zhì)量。故D正確。

E．小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可知，改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力。故E錯(cuò)誤。

(2)[2]相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，所以相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s。AC段的平均速度等于B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：

[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小：

(3)[4]若交流電的實(shí)際頻率大于50Hz，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔小于0.02s，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔小于0.1s，計(jì)算加速度時(shí)所用時(shí)間t偏大，加速度的測(cè)量值小于真實(shí)值，即計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小。

(4)[5]為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，要先控制一個(gè)量不變，這種方法稱為控制變量法；

(5)[6]由題意可知，小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)該是成正比，即為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線。故A正確，BCD錯(cuò)誤。

[7]滑塊受到的拉力T為彈簧秤示數(shù)的兩倍，即：T=2F，由牛頓第二定律可得：T=Ma，得

若已圖像的斜率為k，則：