Question

【題目】(1)如圖甲所示為某同學(xué)所安裝的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。

①在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了使小車受到合外力等于砝碼和砝碼盤的總重量，通常采用如下兩個(gè)措施：

A．平衡摩擦力：將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一小木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直到小車在砝碼盤的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

B．在調(diào)整砝碼多少的過(guò)程中，要保證砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M。

以上哪一個(gè)措施中有何重大錯(cuò)誤？(說(shuō)明錯(cuò)誤點(diǎn))______________

②如圖是上述實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02 s，結(jié)合圖乙給出的數(shù)據(jù)(單位：cm)，求出小車運(yùn)動(dòng)加速度的大小為________m/s2，并求出紙帶中P點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小為________m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(2)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條aF圖線，如圖b所示。

①圖線________(填“甲”或“乙”)是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。

②滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m＝________kg，滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。

Answer 1

【答案】A有錯(cuò)誤，平衡摩擦力時(shí)不能懸掛砝碼盤4.02.6甲0.50.2

【解析】

(1)①A有錯(cuò)誤，平衡摩擦力時(shí)不能懸掛砝碼盤。

②小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：，紙帶中P點(diǎn)瞬時(shí)速度大小為 。

(2)①由圖象可知，當(dāng)F＝0時(shí)，a≠0。也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大，即傾角過(guò)大，平衡摩擦力時(shí)木板的左端墊得過(guò)高。所以圖線甲是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。②根據(jù)F＝ma得。所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)。由圖得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率k＝2，所以滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m＝0.5 kg；在水平軌道上F＝1 N時(shí)，加速度a＝0，根據(jù)牛頓第二定律得F－μmg＝0，解得μ＝0.2。