Question

13．利用如图所示装置可以做力学中的许多实验．
①以下说法正确的是D
A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，除图中所给器材外还要用到刻度尺与天平．
B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，画出的a-$\frac{1}{M}$关系图象一定是一条经过坐标原点的直线．
C．如果将长木板适当垫高，平衡摩擦力之后，还可以用此装置验证系统机械能守恒定律．
D．利用此装置探究“功与速度的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，保证小车在不挂砝码时能够匀速下滑．
②甲、乙、丙、丁四位同学在使用不同精度的游标卡尺和螺旋测微器测量同一个物体的长度时，分别测量的结果如下：
甲同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为2.45mm
乙同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为2.4mm
丙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为2.45mm
丁同学：使用精度为“0.01mm”的螺旋测微器，读数为2.450mm
从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是甲同学．

Answer 1

分析 （1）利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；在探究“小车的加速度与质量的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论；
（2）根据游标卡尺和螺旋测微器的原理可知各种仪器的精度，则可知它们的应保留的位数，即可判断读数是否精确．

解答 解：（1）A．在利用该装置“研究匀变速直线运动”的实验中，质量不需要测量，即不需要天平．故A错误；
B．在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时，可以通过图象法处理数据，加速度a与小车的质量M成反比，画出a-M的关系不能确定加速度与质量的关系，要画出a-$\frac{1}{M}$的关系才能确定加速度与质量的关系，但不一定是经过原点的直线，由小车的质量与砝码的质量关系决定．故B错误；
C．如果将长木板适当垫高，平衡摩擦力之后，仍存在摩擦力做功，不可以用此装置验证系统机械能守恒定律．故C错误；
D．在利用该装置来做“探究功与速度变化的关系”实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动，这样做的目的是为了补偿阻力，使小车受到的拉力等于砝码的重力．故D正确；
故选：D．
（2）甲同学：50分度的游标卡尺精度为0.02mm，即尾数只能为偶数，故甲同学所测量结果错误；
乙同学：10分度的游标卡尺精度为0.1mm，故乙同学测量结果正确；
丙同学：20分度的游标卡尺精度为0.05，故测量结果的最后一位只能为0或5，故丙同学测量结果正确；
丁同学：螺旋测微器要求估读，故应保留至千分之一位，故丁同学测量结果正确；故甲同学正确；
故答案为：（1）D； （2）甲．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．注意读数时应保留的位数．