解题思路:(1)利用图示小车纸带装置可以完成很多实验,在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力,在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力;在探究“小车的加速度a与力F的关系”时,根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式,不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时,加速度a近似等于g的结论.
(2)甲装置是电火花打点计时器,直接接220V交流电源,乙装置是电磁式打点计时器,需接低压交流电源;
(3)根据中间时刻的速度等于平均速度求解A点速度.
(1)A、此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A错误;
B、利用此装置探究“加速度与质量的关系”,通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度.故B正确;
C、在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时,设小车的质量为M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为F,
以整体为研究对象有mg=(m+M)a
解得a=[mg/M+m]
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=
M
M+mmg
显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力.故C正确;
D、探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力,方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响,从而小车受到的合力即为绳子的拉力,故D错误.
故选:BC.
(2)甲装置是电火花打点计时器,直接接220V交流电源;
故选:A
(3)根据中间时刻的速度等于平均速度得:
vA=
x
t=
(19.70−17.20)×10−2
0.04=0.63m/s
故答案为:(1)BC;(2)A;(3)0.63.
点评:
本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
考点点评: 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题,知道匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度.