Question

16．“探究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）為減小誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應(yīng)比小車的質(zhì)量小（選填“小”或“大”）得多．
（2）圖2為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．他從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．為了由v-t圖象求出小車的加速度，他量出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，分別求出打各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度．其中打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的速度為0.460m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律得出小車所受的合力與砝碼和盤的重力關(guān)系，確定盤和砝碼的質(zhì)量與小車的質(zhì)量關(guān)系滿足什么條件，盤和砝碼的重力等于小車所受的合力．
（2）計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．
（3）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)3的瞬時(shí)速度，

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，整體的加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，則小車所受的合力$F=\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車所受的合力近似等于砝碼和盤的重力，可以減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
（2）計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)3的瞬時(shí)速度${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{0.04+0.0519}{0.2}=0.460m/s$
故答案為：（1）小，（2）0.1，（3）0.460．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．