Question

【題目】某實驗小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計了如圖(a)所示的實驗裝置，用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))測小車的加速度．通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，可得小車運(yùn)動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示．

圖(a)　　　　　　　　 圖(b)

(1)圖線________是在軌道水平的情況下得到的(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)

(2)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為______kg，小車在水平軌道上運(yùn)動時受到的摩擦力大小為______N.

(3)某同學(xué)用小車做“研究勻變速直線運(yùn)動”實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每兩點間還有4個點沒有畫出來)，如圖所示，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離．打點計時器的電源頻率為50 Hz.

該小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度a＝________m/s2，與紙帶上D點相對應(yīng)的瞬時速度v＝______m/s(答案均要求保留3位有效數(shù)字)．

Answer 1

【答案】Ⅱ 1kg 1N 1.93m/s2 1.19

【解析】

試題（1）游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為52mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為7×0.05mm=0.35mm，所以測量值為52.35mm；螺旋測微器主軸讀數(shù)為1.5mm，螺旋讀數(shù)為49.0×0.01mm，所以測量值為1.5+0.490mm=1.990mm；

（2）①軌道水平時，小車在運(yùn)動過程中受摩擦力的作用，故當(dāng)拉力較小時，小車不動，加速度為零，即圖像應(yīng)與F軸正半軸相交，所以是圖像Ⅱ；②根據(jù)牛頓第二定律知，a-F圖像的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可得小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為1kg；當(dāng)拉力F等于1N時小車開始運(yùn)動，故小車在水平軌道上運(yùn)動時受到的摩擦力大小為1N；（3）根據(jù)逐差法，其中T=0.01s，代入數(shù)據(jù)可得加速度a=1.93 m/s2；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，解得v=1.19 m/s