Question

【題目】在用圖甲所示的裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗中，保持小車質(zhì)量一定時，驗證小車加速度a與合外力F的關系．

①除了電火花打點計時器、紙帶、刻度尺、小車、砝碼、拴有細線的砝碼盤、附有定滑輪的長木板、墊木、導線及開關外，在下列器材中還必須使用的有_____（選填選項前的字母）．

A．220V、50Hz的交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．秒表

D．天平（附砝碼）

②實驗中，需要平衡小車運動時的摩擦阻力，正確的做法是_______．

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時沿木板做勻速直線運動．

B．小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動．

C．小車放在木板上，掛上砝碼盤，砝碼盤內(nèi)不放砝碼．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砝碼盤的作用下沿木板做勻速直線運動．

D．小車放在木板上，掛上砝碼盤，砝碼盤內(nèi)放入本次實驗所需的砝碼．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在砝碼盤和砝碼的作用下沿木板做勻速直線運動．

③實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，其中0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，且相鄰計數(shù)點之間有4個點未畫出．測得的數(shù)據(jù)為x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm…則打點計時器打計數(shù)點2時，小車的速度v2=_______m/s．

④根據(jù)③中的數(shù)據(jù)，在如圖丙所示的坐標系中標出打點計時器打出計數(shù)點2時的坐標點，并描繪出小車運動的v﹣t圖線__________（在答題紙上的圖中作答）．

⑤根據(jù)圖丙中的圖線，可以得出小車運動的加速度a=_______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．

⑥某一小組在實驗中，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)描繪出a﹣F圖象如圖丁所示，發(fā)現(xiàn)圖象既不過原點，末端又發(fā)生了彎曲．請你分析出現(xiàn)上述情況的可能原因___________________________________．

Answer 1

【答案】 AD B 0.214 0.48～0.51 圖象不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過�。粓D象末端發(fā)生彎曲的原因是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不是遠小于小車的質(zhì)量

【解析】試題分析：根據(jù)實驗原理選擇實驗器材，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，同時要調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點2的瞬時速度，根據(jù)每個計數(shù)點的瞬時速度作出v-t圖線，根據(jù)圖線的斜率求出小車的加速度．

①電火花計時器需要220V、50Hz的交流電源，需要天平測量小車的質(zhì)量，故需要AD；

②為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上，調(diào)整長木板的傾斜度，讓小車拖著紙帶做勻速直線運動，同時要調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行，故B正確，ACD錯誤；

③由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，

計數(shù)點2的瞬時速度等于1、3段的平均速度，則有：

④作出速度時間圖線，如圖所示

⑤小車的加速度為：

⑥圖象不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過�。粓D象末端發(fā)生彎曲的原因是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不是遠小于小車的質(zhì)量