Question

某学校实验小组用图（甲）所示的实验装置来“探究加速度与力和质量的关系”．
（一）有本实验的操作以下说法正确的是

AD

A．打点计时器如果是电火式的，应使用220v交流电源
B．打点计时器如果是电磁式的，应使用220v交流电源
C．平衡摩擦力时，应将沙桶用细线跨过定滑轮系在小车上，让小车做匀速直线运动
D．实验操作时，应先接通电源后放小车
（二）如图乙所示是某小组在实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S₁=4.31cm、S₂=4.81cm、S₃=5.33cm、S₄=5.82cm、S₅=6.30cm、S₆=6.80cm，则打下A点时小车的瞬时速度大小是

0.56

m/s，小车运动的加速度的大小是

0.46

m/s²（计算结果保留两位有效数字）．
（三）另一小组在该实验中得到了如下一组实验数据：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m?s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

①请在图丙所示的坐标中画出a-F的图线（见答案纸）
②从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是

AB

填字母序号）
A、实验没有平衡摩擦力
B、实验中平衡摩擦力时木板倾角过小
C、实验中平衡摩擦力时木板倾角过大
D、实验中小车质量太大
E、实验中砂桶和砂的质量太大

Answer 1

分析：（1）了解电磁打点计时器的工作电压和实验的工作步骤，能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题．
（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（3）根据所提供数据，采用描点法可正确画出图象；根据所画图象的特点，明确两坐标轴的含义，可正确解答．

解答：解：（1）A、电磁打点计时器的工作电压是4～6V的交流电，而电火花打点计时器的工作电压是220V交流电．故A正确，B错误；
C、平衡摩擦力时，不能将沙桶用细线跨过定滑轮系在小车上，而是将小车直接放在木板上，调节木板的倾角，让小车做匀速直线运动即可，故C错误；
D、实验操作时，是先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动，这样可以保证纸带的大部分距离上有点迹，能充分利用整个纸带．故D正确．
故选AD
（2）利用匀变速直线运动的推论得：
v_A=

s3+s4

2T

=

0.0533+0.0582

0.2

=0.56m/s
由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
S₆-S₃=3a₁T²             ①
S₅-S₂=3a₂T²             ②
S₄-S₁=3a₃T²             ③
a=

a1+a2+a3

3

           ④
联立①②③④得：
a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

带入数据解得：a=0.46m/s²
（3）①用描点法得出的图象如下所示：

②由该图象可知，开始有外力F时，物体的加速度仍为零，因此该实验操作中可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够，故A、B正确，C、D、E错误．
故选AB．
故答案为：（1）AD；（2）0.56m/s；0.46m/s²；（3）如图所示；AB

点评：对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度．描点法画图象时，注意将所有点尽量用一直线穿过，不能穿过的均匀分布在直线的两侧；在该实验中通过将木板一端适当垫高的办法来平衡摩擦力，这是必须进行的操作．