Question

11．某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系．

（1）关于该实验，下列说法正确的是AD．
A．拉小车的细线要与木板平行
B．打点计时器要与6V直流电源连接
C．沙桶和沙的质量要远小于小车和传感器的质量
D．平衡摩擦力时，纸带要穿过打点计时器后连在小车上
（2）图乙中的两种穿纸带方法，你认为右（选填“左”或“右”）边的打点效果好．
（3）实验中得到一条如图丙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz．
由图中实验数据可知，打点计时器打下B点时小车的速度v_B=0.16m/s，小车的加速度a=0.50m/s²．（结果保留两位有效数字）
（4）某同学根据测量数据作出的a-F图象如图丁所示．该直线不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦力时斜面倾角过大．

Answer 1

分析 （1）明确探究加速度与拉力的关系实验原理，从而掌握实验方法和注意事项；特别注意要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；
（2）根据打点计时器的使用方法可选出正确接法；
（3）根据平均速度可求得瞬时速度，根据逐差法可求得加速度；
（4）实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在a-F图象的a轴上有截距．

解答 解：（1）A、为了保证拉力沿水平方向，拉小车的细线要与木板平行，故A正确；
B、打点计时器要与交流电源连接，故B错误；
C、本实验采用力传感器测量小车受到的力，故不需要要求沙桶和沙的质量远小于小车和传感器的质量，故C错误；
D、平衡摩擦力时，不需砝码和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力．故D正确；
故选：AD．
（2）在实验中纸带应放在复写纸的下方，这样才能打出清楚的点，故右边打点效果要好；
（3）相邻两计数点间还有4个点未画出，故两计数点间的时间间隔为0.1s；B点的速度等AC段的平均速度，由图可知，AB=1.40cm=0.0140m；BC=1.89cm=0.0189m，CD=2.41cm=0.0241m，DE=2.89cm=0.0289m；
则B点的速度v_B=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.0140+0.0189}{2×0.1}$=0.16m/s；
根据△x=aT²可得：a=$\frac{CE-AC}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.0241+0.0289）-（0.0140+0.0189）}{4×0.01}$=0.50m/s²；
（4）由图象可知，a-F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大
故答案为：（1）AD；（2）右；（3）0.16，0.50；（4）平衡摩擦力时斜面倾角过大

点评 本题考查探究加速度与拉力的关系的实验，对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，以及如何正确分析误差，同时掌握数据处理的基本方法．