Question

【題目】某創(chuàng)新小組在“驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖乙為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其頂端為力的傳感器，橫桿可繞支點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支點(diǎn)處的刻度值為0。橫桿右側(cè)的擋光條經(jīng)過光電門時(shí)，光電門可記錄擋光時(shí)間

(1)下列做法能更有效提高實(shí)驗(yàn)精度的是（_______）；

A．小物塊的材質(zhì)密度應(yīng)適當(dāng)大些

B．擋光條的寬度應(yīng)適當(dāng)小些

C．轉(zhuǎn)動(dòng)橫桿的滑槽應(yīng)當(dāng)盡可能光滑

D．應(yīng)調(diào)節(jié)擋光條與小物塊的左端刻度相互對(duì)稱

(2)若已知圓柱質(zhì)量為m，擋光條寬度為D，其所在的刻度值為L，光電門記錄時(shí)間為Δt，力傳感器顯示的示數(shù)為F。試?yán)�用上述物理量寫出探究小組需要驗(yàn)證的表達(dá)式為F=____；

(3)該小組驗(yàn)證(2)中的表達(dá)式時(shí)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)示數(shù)F的測(cè)量值總是略小于其理論值，經(jīng)分析檢查，儀器正常，操作和讀數(shù)均沒有問題。則造成這一結(jié)果可能的原因是_____（至少寫出一個(gè)原因）。

Answer 1

【答案】ABC 滑槽和滑輪存在摩擦力；把小物塊看成質(zhì)點(diǎn)，小物塊到支點(diǎn)距離偏小

【解析】

(1)[1]A．小物塊的材質(zhì)密度應(yīng)適當(dāng)大些，小物塊到支點(diǎn)的距離才比較接近小物塊質(zhì)心到支點(diǎn)的距離，故A正確；

B．擋光條的寬度應(yīng)適當(dāng)小些，經(jīng)過光電門的速度才比較接近其瞬時(shí)速度，故B正確；

C．轉(zhuǎn)動(dòng)橫桿的滑槽應(yīng)當(dāng)盡可能光滑，才能夠保證繩的拉力近似等于小物塊的向心力，故C正確；

D．擋光條與小物塊的左端刻度對(duì)稱，則小物塊的中心與擋光條到支點(diǎn)的距離不同，則線速度不同，測(cè)量誤差較大，故D錯(cuò)誤。

故選ABC

(2)[2]經(jīng)過光電門的速度為

根據(jù)牛頓第二定律

解得

(3)[3]經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)示數(shù)F的測(cè)量值總是略小于其理論值，經(jīng)分析檢查，儀器正常，操作和讀數(shù)均沒有問題。則造成這一結(jié)果可能的原因是滑槽和滑輪存在摩擦力；把小物塊看成質(zhì)點(diǎn)，小物塊到支點(diǎn)距離偏小