Question

14．某班同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，桌子已有下列器材：附有定滑轮的轨道、小车、纸带、细绳、钩码、塑料小桶、沙子、刻度尺、导线等．

（1）实验还需要选用图中哪些器材？BD（用字母表示）
（2）小王同学经正确实验操作，获得如下图所示的三条纸带：一条纸带是利用空车与空桶实验所得，一条纸带是利用空车与加沙子的小桶实验所得，一条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得．则哪条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得？①；（填“①”、“②”或“③”）

（3）小李同学正确测量纸带数据，在如图甲所示的v-t图象上描点，则由图可知小车加速度大小为1.1m•s^-2；（结果保留两位有效数字）
（4）小张同学在描绘v-t图象后发现：在图线的末端发生了弯曲，如图乙所示，请问是下列哪个原因造成的？C．
A．在实验前没有平衡摩擦力
B．小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量
C．没有调节定滑轮高度使拉线与轨道板面平行

Answer 1

分析 （1）选择实验所需的器材，结合实验步骤考虑每步用到哪些器材，这样容易联想容易记忆；
（2）根据牛顿第二定律，结合整体法，即可判定；
（3）根据描点法作出v-t图象，根据图象的斜率求出加速度；
（4）根据速度与时间图象斜率表示加速度大小，再结合实验原理与操作，即可求解．

解答 解：（1）关于“探究小车速度随时间变化的规律”的步骤：
木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路；
穿纸带，挂钩码；
先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源．
换纸带，加钩码，再做二次．
最后用刻度尺测量两点间的距离．
因此实验还需要选用图中打点计时器与电源，故选：BD；
（2）根据牛顿第二定律与整体法，可知，空车与空桶时的加速度，大于加钩码的小车与空桶实验时的加速度，而空车与加沙子的小桶实验加速度，
然而由纸带中点与点间距可知，图①加速度最小，即为利用加钩码的小车与空桶实验所得；
（3）根据描点法作出v-t图象

v-t图象的斜率表示加速度，为：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1.1-0.44}{0.6}$=1.1m/s²；
（4）在描绘v-t图象后发现：在图线的末端发生了弯曲，
如图乙所示，可知：速度较小时，没有弯曲，当速度较大时，则出现加速度减小的现象，
说明绳子的拉力与板不平行，出现绳子拉力在板方向的分力越来越小；
然而与是否平衡摩擦力，没有关系，
对于小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量此条件，只有当加速度较大时，才会出现误差较大现象，
由上分析可知，故选：C，
故答案为：（1）BD；（2）①；（3）1.1；（4）C．

点评 探究小车速度随时间变化的关系的实验，所需的实验器材应该从实验的过程和步骤去考虑；掌握由纸带点间距去分析加速度的大小关系，及注意描点作图的技巧与要求，同时理解速度与时间图象斜率的含义，最后掌握误差的分析方法，注意引起误差的根源是解题的突破口．