Question

（Ⅰ）某同學用如圖（1）所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M．彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計A和B的示數，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向．
（1）本實驗用的彈簧測力計示數的單位為N，圖中A的示數為______N．
（2）下列不必要的實驗要求是______．（請填寫選項前對應的字母）
（A）應測量重物M所受的重力
（B）彈簧測力計應在使用前校零
（C）拉線方向應與木板平面平行
（D）改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置
（3）該同學正在做“驗證力的平行四邊形法則”的實驗采取了下面哪種常用的研究方法______
A、控制變量法　　　 B、等效替代法　　 C、小量放大法　　　 D、建立理想模型法
（Ⅱ）在“利用打點計時器測定勻加速直線運動加速度”的實驗中打點計時器接在50HZ的低壓交變電源上．某同學在打出的紙帶上每5點取一個計數點，共取了A、B、C、D、E、F六個計數點（每相鄰兩個計數點間的四個點未畫出）．從每一個計數點處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標系中，如圖（2）所示，由此可以得到一條表示v-t關系的圖線，從而求出加速度的大小．

（1）從第一個計數點開始計時，為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度？答：______；
（2）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可求出加速度的大小為______m/s²．（保留兩位有效數字）
（3）請你在xoy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關系的圖線（作答在答題卷圖上），并指出哪個軸相當于v軸？答：______．

Answer 1

解：Ⅰ
（1）該彈簧秤的最小刻度為0.2N，可以不估讀，因此其讀數為：3.6N．
故答案為：3.6N．
（2）A、實驗通過作出三個力的圖示，來驗證“力的平行四邊形定則”，因此重物的重力必須要知道．故A項也需要；
B、彈簧測力計是測出力的大小，所以要準確必須在測之前校零．故B項也需要；
C、拉線方向必須與木板平面平行，這樣才確保力的大小準確性．故C項也需要；
D、當結點O位置確定時，彈簧測力計A的示數也確定，由于重物的重力已確定，兩力大小與方向均一定，因此彈簧測力計B的大小與方向也一定，所以不需要改變拉力多次實驗．故D項不需要．
故選D．
（3）由實驗原理可知該同學正在做“驗證力的平行四邊形法則”的實驗中采取了等效法，故ACD錯誤，B正確．
故選B．
（Ⅱ）（1）b紙帶高度代表0.15s時的瞬時速度，所以為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出b段紙帶的長度．b
（2）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，時間時0.1s，所以平均速度也就是0.05s時的瞬時速度為0.2m/s；e段紙帶的長度為10.0cm，所以平均速度也就是0.45s時的瞬時速度為1m/s；由由以上可知△v=0.8m/s，△t=0.4s；所以加速度為：
故答案為：2.0．
（3）紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比，也就是說圖中a段紙帶高度代表0.05s時的瞬時速度，b紙帶高度代表0.15s時的瞬時速度，
c紙帶高度代表0.25s時的瞬時速度，d的高度代表0.35s時的瞬時速度，e代表0.45s時的瞬時速度．
所以在xoy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關系的圖線如下所示：

由此可知：y軸相當于v軸．
故答案為：y軸相當于v軸．
分析：I、正確解答該題要掌握：彈簧秤的讀數；在圖（1）裝置中，雖懸掛重物的細線方向確定，但大小卻不知，所以要測重物重力．當結點靜止于某位置時，彈簧測力計B的大小與方向就已確定了．原因是掛重物的細線大小與方向一定，而彈簧測力計A大小與方向也一定，所以兩力的合力必一定；該實驗采用了“等效法”，理解等效法的應用．
II、使用的方法是等效代替法解題，它們的長度分別等于x=v_平均t，因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；
而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．
點評：I、理解驗證“力的平行四邊形定則”的實驗原理，了解具體操作，加強動手實驗；II、紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比，這種等效替代的方法減小了解題難度．