1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)(多选)某同学将实验器材组装成如图所示的装置图,接通电源进行数据测量,该装置中的明显错误有( )
A.打点计时器的电源不应使用干电池,应使用交流电源
B.小车初始位置离打点计时器太远
C.小盘里不该放钩码
D.没有垫高木板平衡摩擦力
(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图中是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度a为________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg,小盘和重物的质量m与小车的质量M应满足的关系是________.
【答案】(1)ABD (2)0.20 (3)m?M
【解析】(1)实验中的错误之处有:打点计时器没有用交流电源;小车应靠近打点计时器;没有垫高木板平衡摩擦力.故选ABD.
(2)根据Δx=aT2,运用逐差法得a== m/s2≈0.20 m/s2.
2.为了探究质量一定时加速度与力的关系.一同学设计了如图甲所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量.m为沙和沙桶的质量.(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作和保证的条件是________.
A.用天平测出沙和沙桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为__________ m/s2(结果保留两位有效数字).
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像如图丙所示,由图像可知,质量不变的物体受到的合外力F与产生的加速度a成________(填“正比”或“反比”).
【答案】(1)BD (2)1.3 m/s2 (3)正比
【解析】(1)本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出,不需要用天平测出沙和沙桶的质量,也就不需要使沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M,故A、E错误.先拿下沙桶,然后将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确.打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要同时记录弹簧测力计的示数,故C错误.要改变沙和沙桶质量,从而改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随F变化关系,故D正确.
(2)由于两计数点间还有二个点没有画出,故相邻计数点的时间间隔为T=0.06 s,由Δx=aT2可得a=×10-2 m/s2=1.3 m/s2.
(3)正比