Question

12．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持質(zhì)量不變；為了直觀地判斷加速度a與力F的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出a-F圖象（選填“a-F”或“$a-\frac{1}{F}$”）．
（2）為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持力不變；為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作$a-\frac{1}{m}$圖象（選填“a-m”或“$a-\frac{1}{m}$”）．
（3）圖為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，電火花計(jì)時(shí)器工作電源是220伏的交流電源（填“直流”或“交流”），當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)．
（4）圖中給出了電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖中所標(biāo)．

①認(rèn)為某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的速度，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3時(shí)小車(chē)對(duì)應(yīng)的速度分別為：ν₁=0.36m/s，ν₃=0.43m/s，（小數(shù)點(diǎn)后保留二位）
②據(jù)此可求出小車(chē)從1到3計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的平均加速度為a=0.38m/s²．

Answer 1

分析 （1）（2）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法，正確理解控制變量法的應(yīng)用即可解答；
（3）根據(jù)電火花計(jì)時(shí)器的工作原理可明確其工作電流和打點(diǎn)周期；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過(guò)度，在a-F圖象的a軸上有截距．

解答 解：（1）該同學(xué)要探究小車(chē)的加速度a和力F的關(guān)系，應(yīng)該保持小車(chē)質(zhì)量M不變；作出a-F圖象；
（2）要探究小車(chē)的加速度a和質(zhì)量m的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線(xiàn)對(duì)車(chē)的拉力F不變，做出a-$\frac{1}{M}$圖象；
（3）電火花打點(diǎn)器采用220V交流電源；它每隔0.02s打一次點(diǎn)；
（4）①根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上1、3點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小
即：v₁=$\frac{{x}_{02}}{2T}$=$\frac{0.0339+0.0377}{2×0.1}$=0.36m/s，
v₃=$\frac{{x}_{24}}{2T}$=$\frac{0.0415+0.0453}{2×0.1}$=0.43m/s
②根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₂=2a₁T² 
x₃-x₁=2a₂T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=$\frac{{（x}_{4}{+x}_{3}）-{（x}_{2}{+x}_{1}）}{{4T}^{2}}$
解得：a=0.38m/s²
故答案為：（1）質(zhì)量，a-F
（2）力，a-$\frac{1}{m}$；
（3）交流；0.02；
（4）①0.36；0.43；
②0.38

點(diǎn)評(píng) 利用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．