题目内容

Ⅰ用游标卡尺测得某样品的长度如左图所示,其示数L=
10.25
10.25
mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图所示,其示数D=
6.550
6.550
mm.

Ⅱ某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.
①图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为
1.6
1.6
 m/s,小车的加速度大小为
3.2
3.2
m/s2.(结果均保留二位有效数字)

②在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图3所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.
③在“探究加速度a与合力F的关系”时,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答:
实验前未平衡摩擦力
实验前未平衡摩擦力
.
分析:Ⅰ、游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
Ⅱ、①根据平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点的速度,根据△x=aT2求解加速度;
②用一条平滑的直线连接即可;
③未平衡摩擦力.
解答:解:Ⅰ、游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×5mm=0.25mm,所以最终读数为10.25mm;
螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm,可动刻度读数为0.01×5.0mm=0.050mm,所以最终读数为6.550mm;
Ⅱ、①B点的速度等于AC段的平均速度,故vB=
AC
2T
=
(6.19+6.70)×0.01m
2×0.04s
≈1.6m/s2
;
根据△x=aT2,得到:CE-AC=4aT2,故a=
CE-AC
4T2
=
(0.0721+0.0772)-(0.0619+0.0670)
4×0.042
≈3.2m/s2
;
②如图所示:

③从图中可以看出,拉力F增大到一定的值才有加速度,故是没有平衡摩擦力,或者平衡摩擦力不足;
故答案为:Ⅰ、10.25,6.550;Ⅱ、①1.6,3.2;②如图;③实验前未平衡摩擦力.
点评:本题考查了打点计时器的应用及打出的纸带的处理方法,有利于学生基本知识的掌握,同时也考查了学生对实验数据的处理方法,及试验条件的掌握,平衡摩擦力的方法.
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