Question

【题目】如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

（1）如图乙所示实验仪器为电火花计时器，下列关于其工作电压判断正确的是____．

A．交流电源6V B．直流电源6V

C．交流电源220V D．直流电源220V

（2）图丙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出）．已知打点计时器所使用电源的频率为50Hz，用毫米刻度尺测得：AB=0.60cm，AC=1.60cm，AD=3.00cm，AE=4.80cm，AF=7.00cm，AG=9.60cm．根据上图可知，打下E点时小车的速度为_______m/s．小车的加速度为______m/s2．（计算结果均保留两位有效数字）

（3）另一同学保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图丁，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是____________．

（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ．要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有__________；实验测得的动摩擦因数μ比真实值_______（填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】 C 0.20 0.40 实验前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足或平衡摩擦力时木板倾角过小） 砂和砂桶的总质量、木块的质量、以及对应的加速度 大

【解析】(1) 电火花计时器使用的是220V的交流电，故选C；

（2）由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速运动的规律可知，打下E点时小车的速度为等于DF段的平均速度，

；根据，

(2)图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(3)设滑块的质量为M，砂和砂桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：

对m:mgF拉=ma

对M:F拉μMg=Ma

解得：

需要测量的物理量有砂和砂桶的总质量、木块的质量、以及对应的加速度。

而实验测得的动摩擦因数为： ，所以验测得的动摩擦因数μ比真实值偏大。