Question

11．圖1所示為某同學(xué)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”的實驗裝置示意圖．

（1）下面列出了一些實驗器材：
電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶、刻度尺．
除以上器材外，還需要的實驗器材有：BC．
A．秒表     B．天平（附砝碼）    C．低壓交流電源     D．低壓直流電源
（2）實驗中，需要補償打點計時器對小車的阻力及其它阻力：小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器．把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動．
（3）實驗中，為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是m＜＜M．這樣，在改變小車上砝碼的質(zhì)量時，只要砂和砂桶質(zhì)量不變，就可以認為小車所受拉力幾乎不變．
（4）如圖2所示，A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點，若相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T，A、B間的距離為x₁，B、C間的距離為x₂，則小車的加速度a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$．已知T=0.10s，x₁=5.90cm，x₂=6.46cm，則a=0.56m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
（5）在做實驗時，該同學(xué)已補償了打點計時器對小車的阻力及其它阻力．在處理數(shù)據(jù)時，他以小車的加速度的倒數(shù)$\frac{1}{a}$為縱軸，以小車和車上砝碼的總質(zhì)量M為橫軸，描繪出$\frac{1}{a}$-M圖象，圖3中能夠正確反映$\frac{1}{a}$-M關(guān)系的示意圖是C．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗?zāi)康拿鞔_實驗步驟和所要測量的物理量，即可知道實驗所需要的實驗器材，根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT²求解加速度，根據(jù)牛頓第二定律得出加速度的倒數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系，從而選擇圖象．

解答 解：（1）本實驗中需測小車質(zhì)量，則需要天平，電磁打點計時器需要低壓交流電源，故選：BC
（2）平衡摩擦力時，把木板一端墊高，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動即可；
（3）根據(jù)實驗誤差的來源，在 M＞＞m條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．
（4）根據(jù)△x=aT²得：$a=\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$，帶入數(shù)據(jù)得：$a=\frac{0.0646-0.0590}{0.01}=0.56m/{s}^{2}$，
（5）根據(jù)牛頓第二定律得：$a=\frac{mg}{M+m}$，則$\frac{1}{a}=\frac{1}{mg}M+\frac{1}{g}$，則以$\frac{1}{a}$為縱軸，以總質(zhì)量M為橫軸，作出的圖象為一傾斜直線，且縱坐標不為0，故C正確．
故選：C
故答案為：（1）BC；
（2）勻速直線；
（3）m＜＜M；
（4）$\frac{{{x_2}-{x_1}}}{T^2}$；0.56；
（5）C

點評 解決實驗問題的關(guān)鍵是明確實驗原理，同時熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實驗問題，要明白公式的△x=aT²的推導(dǎo)和應(yīng)用，知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量時沙和沙桶的重力可以認為等于小車的拉力，對于基本知識規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么．