Question

13．某同学利用图1装置“探究小车所受合力做功与动能变化关系”．已知砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．

（1）实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小以及测量各点到起始记数点间距离时，都会给实验带来误差，该误差属于B
A．前者属于偶然误差后者属于系统误差B．前者属于系统误差后者属于偶然误差
C．都是系统误差D．都是偶然误差
（2）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是B
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
C．将长木板一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
D．将长木板一端垫起，给小车上放适当砝码，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．
（3）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是C
A．M=20g，m=100g、150g、200g、250g、300g
B．M=20g，m=200g、400g、600g、800g、1000g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g
D．M=400g，m=20g 40g、60g、80g、100g
（4）各条纸带的数据整理工作过程中，如图为其中一条纸带，图2 是试验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．他们量出各点到A点距离填入表中，其中一组数据存在错误，这组数据对应点是F点．已知打点计时器使用频率为50Hz的交流电源．则打下F点的速度大小为v=0.60m/s（结果保留2位有效数字）．

	A	B	C	D	E	F	G
与A点距离（cm）	0	4.22	8.84	13.86	19.28	25.1	31.32

Answer 1

分析 （1）根据系统误差和偶然误差的区别进行判断；
（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应平衡摩擦力；
（3）重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，要使其对细线的拉力近似等于重力，应该使加速度减小，即重物的质量应该远小于小车的质量．
（4）刻度尺的读数需要估读，因此小数点后有两位，观察数据可知F数据有错误；从打出的点数据可知小车做匀加速直线运动，则F点的瞬时速度等于EG段的平均速度；

解答 解：（1）系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的；偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的；因此实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小带来的误差属于系统误差；测量各点到起始记数点间距离时带来的误差属于偶然误差；故选：B．
（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，可以将长木板的一段垫高，撤去砂和砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故B正确；
（3）重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，要使其对细线的拉力近似等于重力，应该使加速度减小，即重物的质量m应该远小于小车M的质量．因此最合理的是C；
（4）刻度尺的读数需要估读，因此小数点后有两位，观察数据可知F点数据有错误，应该写成25.10cm；
打点计时器使用频率为50Hz的交流电源，则相邻计时点的时间间隔为0.02s，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于这一段的平均速度，则
${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{（31.32-19.28）×1{0}^{-2}}{2×0.1}m/s=0.60m/s$；
故答案为：（1）B； （2）B；（3）C； （4）F；0.60．

点评 要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．另外注意打点计时器和刻度尺的使用．