Question

16．在“探究小車加速度、力和質(zhì)量關系”的實驗中，

（1）如圖1給出了從0點開始的一些計數(shù)點，且每2個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，測得x₁=1.40cm，x₂=1.90cm，x₃=2.38cm，x₄=2.88cm，x₅=3.39cm，x₆=3.87cm．那么：在計時器打出點4時，小車的速度為0.31m/s，這條紙帶的平均加速度為0.50m/s²（結果保留2位有效數(shù)字）
（2）實驗方案之一，把木板的一側(cè)墊高并調(diào)節(jié)木板的傾斜度使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板做勻速運動（如圖2），墊高木板的目的是平衡小車受到的阻力及其它阻力；
（3）實驗中為了把重物（包括托盤）的總重量作為牽引小車的外力，必須使重物的質(zhì)量遠小于（選填‘大于’、‘小于’、‘遠大于’、‘遠小于’）小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4與6點時小車的瞬時速度大�。桓鶕�(jù)勻變速直線運動的推論公式△s=aT²可以求出加速度的大��；
（2）本實驗中要求用盤和砝碼的重力等效代替繩子的拉力，故應保證小車受到的合力等于繩子對小車的拉力，根據(jù)平衡摩擦力的方法求解；
（3）在重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下，可以近似認為小車受到的拉力等于重物受到的重力；

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，得
${v}_{4}^{\;}=\frac{{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}}{2T}=\frac{2.88cm+3.39cm}{2×0.1s}=31cm/s=0.31m/s$
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式$△x=a{T}_{\;}^{2}$可以求出加速度的大小，得
$a=\frac{（{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}）}{（3T）_{\;}^{2}}$
代入數(shù)據(jù)，解得：$a=\frac{2.88cm+3.39cm+3.87cm-1.40cm-1.90cm-2.38cm}{（3×0.1s）_{\;}^{2}}$=$50cm/{s}_{\;}^{2}=0.50m/{s}_{\;}^{2}$
（2）為了平衡摩擦力，必須在長木板遠離滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板做勻速運動．
（3）當重物總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，可以近似認為小車所受的拉力等于重物的重力．
故答案為：（1）0.31     0.50   （2）勻速    平衡小車受到的阻力及其它阻力   （3）遠小于

點評 解決實驗問題的關鍵是明確實驗原理，同時熟練應用基本物理規(guī)律解決實驗問題，知道為什么盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量時盤和砝碼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．