Question

【題目】在用圖甲所示的裝置做“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與合外力F的關系．

①除了電火花打點計時器、紙帶、刻度尺、小車、砝碼、拴有細線的砝碼盤、附有定滑輪的長木板、墊木、導線及開關外，在下列器材中還必須使用的有_____（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．秒表

D．天平（附砝碼）

②實驗中，需要平衡小車運動時的摩擦阻力，正確的做法是_______．

A．小車放在木板上，把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時沿木板做勻速直線運動．

B．小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器．把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動．

C．小車放在木板上，掛上砝碼盤，砝碼盤內不放砝碼．把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在砝碼盤的作用下沿木板做勻速直線運動．

D．小車放在木板上，掛上砝碼盤，砝碼盤內放入本次實驗所需的砝碼．把木板一端墊高，調節木板的傾斜程度，使小車在砝碼盤和砝碼的作用下沿木板做勻速直線運動．

③實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，其中0、1、2、3、4、5、6為計數點，且相鄰計數點之間有4個點未畫出．測得的數據為x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm…則打點計時器打計數點2時，小車的速度v2=_______m/s．

④根據③中的數據，在如圖丙所示的坐標系中標出打點計時器打出計數點2時的坐標點，并描繪出小車運動的v﹣t圖線__________（在答題紙上的圖中作答）．

⑤根據圖丙中的圖線，可以得出小車運動的加速度a=_______m/s2（保留兩位有效數字）．

⑥某一小組在實驗中，根據測得的數據描繪出a﹣F圖象如圖丁所示，發現圖象既不過原點，末端又發生了彎曲．請你分析出現上述情況的可能原因___________________________________．

Answer 1

【答案】 AD B 0.214 0.48～0.51 圖象不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小；圖象末端發生彎曲的原因是砝碼和砝碼盤的質量不是遠小于小車的質量

【解析】試題分析：根據實驗原理選擇實驗器材，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，同時要調整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數點2的瞬時速度，根據每個計數點的瞬時速度作出v-t圖線，根據圖線的斜率求出小車的加速度．

①電火花計時器需要220V、50Hz的交流電源，需要天平測量小車的質量，故需要AD；

②為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上，調整長木板的傾斜度，讓小車拖著紙帶做勻速直線運動，同時要調整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行，故B正確，ACD錯誤；

③由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，

計數點2的瞬時速度等于1、3段的平均速度，則有：

④作出速度時間圖線，如圖所示

⑤小車的加速度為：

⑥圖象不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力時，木板的傾斜角度過小；圖象末端發生彎曲的原因是砝碼和砝碼盤的質量不是遠小于小車的質量