Question

【題目】在用如圖甲所示的裝置“驗證牛頓第二定律”的實驗中，保持小車質量一定時，驗證小車加速度a與合力F的關系．

①除了電火花計時器、小車、砝碼、砝碼盤、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、導線及開關外，在下列器材中必須使用的有_____（選填選項前的字母）．

A．220V、50Hz的交流電源

B．電壓可調的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（附砝碼）

②為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作正確的是_____．

A．調整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行

B．在調整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將砝碼和砝碼盤通過細線掛在小車上

C．在調整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上

③某同學得到了圖乙所示的一條紙帶，由此得到小車加速度的大小a=_____m/s2（保留三位有效數字）．

④在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg，已知三位同學利用實

驗數據做出的a﹣F圖象如圖丙中的1、2、3所示．下列分析正確的是_____（選填選項前的字母）．

A．出現圖線1的原因可能是沒有平衡摩擦力

B．出現圖線2的原因可能是砝碼和砝碼盤的質量不合適

C．出現圖線3的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾斜度過大

⑤在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg，由此造成的誤差是_____（選填“系統誤差”或“偶然誤差”）．設拉力的真實值為F真，小車的質量為M，為了使 ＜5%，應當滿足的條件是＜_____．

Answer 1

【答案】 ACE AC 1.15 B 系統誤差 5%

【解析】試題分析：

①電火花計時器需要220V交流電源，故A是必須的；紙帶上的點之間的距離需要用刻度尺測出，故C是必須的；該實驗是驗證小車加速度a與合力F的關系，故需要知道砝碼與砝碼盤的質量，需要用天平測出，故E也是必須的。

②為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，則要使細線與長木板平行，還需要將紙帶連接在小車后面，但不能加掛砝碼，即不能給它施加外力的作用，故選項AC正確。

③由圖可知，紙帶提供的間隔有15個，我們取后14個，然后將其分為兩大段，根據△x=at2來計算，則a==1．17m/s2；

④出現圖線1的原因是平衡摩擦力過度，因為圖線1說明沒有施加力時，就已經有加速度了，選項A錯誤；出現圖線2的原因可能是砝碼和砝碼盤的質量太大，不滿足小車的質量遠大于砝碼盤的質量，故選項B正確；出現圖線3的原因可能是平衡摩擦力不足，長木板的傾斜度過小，故選項C錯誤。

⑤細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg的條件是砝碼的質量遠小于小車的質量，這是由于實驗的方法造成的，不是因為讀數等偶然因素造成的，故它屬于系統誤差；因為拉力的真實值為F真=，要使，將代入即可得出 。