Question

【題目】用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，保持小車質量一定時，驗證小車加速度a與合力F的關系。

(1)除了電火花計時器、小車、砝碼、砝碼盤、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、導線及開關外，在下列器材中必須使用的有_____（填選項前的字母）。

A．電壓可調的直流電源

B．220V、50Hz的交流電源

C．刻度尺

D．天平（附砝碼）

E．秒表

(2)為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作正確的是_____。

A．調整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行

B．在調整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將砝碼和砝碼盤通過細線掛在小車上

C．在調整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上

(3)已知實驗中打點計時器的打點周期為0.02s，得到的記錄紙帶如圖乙所示，圖中的點為計數點，每兩相鄰的計數點間還有4個點沒有畫出，由此得D點的速度為_____m/s，小車加速度的大小a=_____m/s2（保留三位有效數字）。

(4)在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，已知三位同學利用實驗數據做出的a–F圖象如圖丙中的I、II、III所示，下列分析正確的是_____（填選項前的字母）。

A．出現圖線I的原因可能是沒有平衡摩擦力

B．出現圖線II的原因可能是砝碼和砝碼盤的質量不合適

C．出現圖線III的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾角斜度過大

(5)在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，由此造成的誤差是_____（填“系統誤差”或“偶然誤差”）。

Answer 1

【答案】BC AC B 系統誤差

【解析】

(1)[1]AB．電火花打點計時器使用的是220V的交流電，不能使用直流電，不使用A，必須使用B；

C．要用刻度尺測量紙帶上點跡的距離，故必須使用C；

D．小車的質量恒定，不需要天平測量小車的質量，鉤碼的質量可直接讀出來，所以不使用D；

E．電火花打點計時器為計時儀器，所以不需要秒表，故不使用E。

故選BC。

(2)[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（不帶砝碼和砝碼盤）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AC正確，B錯誤。

故選：AC。

(3)[3]相鄰計數點間還有四個點沒有畫出來，故相鄰計數點間的時間間隔為

根據勻變速直線運動過程中中間時刻速度等于該過程中的平均速度可得：

[4]根據逐差公式可得

，

聯立可得

代入數據可得

(4)[5]A．根據圖象I可知，當沒有掛砝碼、砝碼盤時，小車產生了加速度，因此說明平衡摩擦力時木板傾角太大，故A錯誤；

B．根據圖象II可知，隨著F的增大，即砝碼、砝碼盤的質量增大，不再滿足砝碼、砝碼盤質量小于小車的質量，因此曲線上部出現彎曲現象，故B正確；

C．根據圖象III可知，當掛上砝碼、砝碼盤時，小車的加速度還是為零，說明沒有平衡摩擦力或平衡的不夠，故C錯誤。

故選B。

(5)[6]在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg，由于實驗的方法造成的，不是人為因素，故由此造成的誤差是系統誤差。