Question

(10分)在探究物体运动加速度与外力关系的实验中：

⑴某些同学不能得到当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图线，请分别说出得到图中A、B、C三种图线的原因：

得到A图的原因是：                                                                     ；

得到B图的原因是：                                                                     ；

得到C图的原因是：                                                                     ；

⑵某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示，请你指出该装置中的错误或不妥之处(只要指出两处错误或不妥之处)                                                                    

                                                                                           。

⑶如下图为某同学实验中获得的一条纸带，A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距s＝         cm，C点对应的速度是v_C＝         m/s，加速度是a＝         m/s²(计算结果保留两位有效数字)。

 

 

Answer 1

【答案】

 ⑴平衡摩擦力时木板抬起的角度偏大，平衡摩擦力时木板抬起的角度偏小，悬挂砂和砂桶的质量偏大，不满足mM；⑵电源应该是4～6V交流电，小车应该停靠在打点计时器附近，没有抬起木板右端用来平衡摩擦力等等；⑶0.70，0.10，0.20

【解析】

试题分析：⑴图象A中出现纵截距，说明力F为0时，小车就已有加速度，其原因可能是在平衡摩擦力时木板抬起的角度偏大，即平衡摩擦力过多；图象B中出现横截距，说明有力F作用时，小车还未动(加速度为0)，其原因可能是未平衡摩擦力，或在平衡摩擦力时木板抬起的角度偏小，即平衡摩擦力不足；图象C中出现一段弯曲，即，小车的加速度与力F(砂和砂桶的重力)不再成正比关系，事实上，由于细线不可伸长，小车、砂和砂桶应具有了相同大小的加速度，只有当砂和砂桶的质量远小于小车质量时，细线对小车的拉力才近似等于砂和砂桶的重力，因此其原因是悬挂砂和砂桶的质量偏大，不满足mM的条件；

⑵打点计时器应使用交流电源，而该同学则是使用了干电池这一直流电源；在开始实验时，小车要靠近打点计时器，这样可使能打点的纸带尽量长些，获得更多的实验数据；另外从图中还可以看出木板是水平状态，即其右端未抬高，以平衡摩擦力等等。

⑶根据图中刻度尺和纸带上点的位置可知s＝0.70cm，需要注意的是，所用刻度尺为mm刻度尺，即其精度为1mm，而刻度尺的读数需要估读，因此在以cm为单位时，实验数据应保留两位小数，根据匀变速直线运动中点时刻速度等于平均速度可知，v_C＝×10^－2m/s＝0.10m/s，根据匀变速直线运动相邻相等时间内的位移之差相等，且等于a(Δt)²，采用逐差法有：a＝×10^－2m/s²＝0.20m/s²。

考点：本题主要考查了“探究物体运动加速度与外力关系”的实验问题，属于中档题。