Question

3．圖甲為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實驗裝置圖，圖中小車A的質(zhì)量為m₁，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點計時器時器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪足夠長的木板上，P的質(zhì)量為m₂，C為測力傳感器，實驗時改變P的質(zhì)量，讀出測力器不同讀數(shù)F，不計繩與滑輪的摩擦．

（1）電火花打點計時器工作電壓為交流（選填“交、直”）220V
（2）下列說法正確的是B
A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
B．實驗時應(yīng)先通過打點計時器打出的點來求解小車運動時的加速度
C．實驗中m₂應(yīng)遠小于m₁
D．彈簧測力計的讀數(shù)始終為$\frac{1}{2}$m₂g．
（3）圖乙為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．由此可求得小車的加速度的大小是0.50m/s²．（交流點的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）該實驗必須要平衡摩擦；由于該實驗的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運動，故不要求重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；由牛頓第二定律可求解測力計的讀數(shù)．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²求解加速度．
（3）如果沒有平衡摩擦力的話，就會出現(xiàn)當有拉力時，物體不動的情況．

解答 解：（1）電磁式打點計時器采用220V的交流電源；
（2）A、該實驗首先必須要平衡摩擦力，木板不能與地面平行；故A錯誤；
B、實驗時要通過打點計時器打出的點求解加速度，才能進行驗證；故B正確；
C、實驗時不再用物體的重力來作為拉力；故不需要保證m₂應(yīng)遠小于m₁；故C錯誤；
D、由于重物向下加速度運動，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，拉力與加速度有關(guān)；故D錯誤；．
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，有：
△x=0.0339-0.0289=a×0.1²
解得：a=0.50m/s²；
故答案為：（1）交流；220；（2）B；（3）0.50

點評 本題第1問選項C為易錯選項，這個是課本參考實驗的改進版，用這種方法可以準確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個比課本參考方案更好的辦法，題目價值很高．