题目内容

4.某同学采用图1所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”.

(1)实验时,按实验要求安装好器材后,应按一定的步骤进行实验,下列给出供选择的操作步骤:
A.保持配重的砝码的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次
B.保持小车质量不变,改变配重的砝码的质量,测出加速度,重复几次
C.用天平测出小车和砝码的质量
D.在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木,平衡摩擦力
E.根据测出的数据,分别画出a-F和a-$\frac{1}{M}$ 图象
F.用秒表测出小车运动的时间
G.将装有配重的砝码用细线通过定滑轮系到小车上,接通电源,释放小车,在纸带上打出一系列的点
以上步骤中,不必要的步骤是F,正确步骤的合理顺序是CDGBAE(或DCGBAE或DCGABE或CDGABE).(填写代表字母)
(2)该同学最终所得小车运动的a-F图线如图2所示,从图中我们可以看出图线是一条过原点的直线.根据该图线可以确定下列判断中错误的是B.
A.本实验中小车的质量一定时,其加速度与所受合力成正比
B.小车的加速度可能大于重力加速度g
C.可以确定小车的质量约为0.50kg
D.实验中配重的质量m远小于小车的质量M.

分析 实验中,打点计时器使用的是交流电源,不能使用直流电,实验时,应先接通电源,再释放纸带.根据实验的原理知,本实验验证动能增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要测量质量;
由原理F=Ma结合图象可分析:F与a的关系,斜率的意义即可.

解答 解:(1)打点计时器是记录时间的仪器,所以不需要秒表测量时间,故F没有必要.
实验的常规的步骤是:1.按照仪器;2.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,处于静止状态;3.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源;4.更换纸带,重新进行两次实验.故正确步骤的合理顺序是CDGBAE(或DCGBAE或DCGABE或CDGABE).
(2)A、由图线可得:F与a成正比,小车的质量一定时,其加速度与所受合外力成正比,故A正确.
B、小车的加速度:a=$\frac{mg}{M+m}$,所以加速度不可能大于g,故B错误.
C、图线的斜率k=$\frac{1}{M}$=$\frac{0.2}{0.1}$=2,所以:M=0.50kg,故C正确.
D、因为图线是过原点的直线,故满足配重的质量m远小于小车的质量M,故D正确.
本题选错误的,故选:B;
故答案为:(1)F,CDGBAE(或DCGBAE或DCGABE或CDGABE); (2)B.

点评 解决本题的关键知道实验的原理,知道重锤的质量可以不测,打点计时器使用交流电源,实验时应先接通电源,后释放纸带;
对该实验要明确实验原理,在此基础上对器材的选择,误差分析,注意事项等问题进行分析会起到事半功倍的效果,难度适中.

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