Question

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)��?/span>F等于砂和砂桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可由紙帶求得．

（1）若實(shí)驗(yàn)儀器為電火花計(jì)時(shí)器，下列關(guān)于其工作電壓判斷正確的是_____．

A．交流電源6V B．直流電源6V C．交流電源220V D．直流電源220V

（2）圖乙所示是某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用電源的頻率為50Hz，用毫米刻度尺測(cè)得：AB=0.60cm，AC=1.60cm，AD=3.00cm，AE=4.80cm，AF=7.00cm，AG=9.60cm．

根據(jù)上圖可知，打下E點(diǎn)時(shí)小車的速度為_______m/s．小車的加速度為_______m/s2．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）另一同學(xué)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖丙，該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是___________．

（4）若實(shí)驗(yàn)中將小車換成滑塊，將木板水平放置可測(cè)出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．要測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)μ，需要測(cè)量的物理量有_______；實(shí)驗(yàn)測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ比真實(shí)值______（填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】C 0.20 0.40 實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足或平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)�。� 砂和砂桶的總質(zhì)量m、木塊的質(zhì)量M、以及對(duì)應(yīng)的加速度a 大

【解析】

(1)[1]電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V的交流電源,所以C正確的.

(2)[2]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的速度等于平均速度可知E點(diǎn)的瞬時(shí)速度：

[3]根據(jù)逐差法即公式：

得小車的加速度：

代入數(shù)據(jù)解得

(3)[4]在圖丙中，當(dāng)加速度a為零時(shí)，F不等于零，可以知道實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

(4)[5][6]設(shè)滑塊的質(zhì)量為M,砂和砂桶的質(zhì)量為m,根據(jù)牛頓第二定律得:
對(duì)m：

對(duì)M：

計(jì)算得出：

而實(shí)驗(yàn)中是將砂和砂桶的重力mg近似等于繩的拉力，所以測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)：

所以需要測(cè)量的物理量有：砂和砂桶質(zhì)量m、木塊的質(zhì)量M、以及對(duì)應(yīng)的加速度a；對(duì)比與可知測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ比真實(shí)值偏大.