Question

18．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝后，如圖所示為釋放小車前瞬間的情景．（甲圖為實(shí)際拍攝圖，乙圖為相應(yīng)的簡圖）
（1）在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請你指出圖中的錯誤或不妥之處（寫出兩處即可）：打點(diǎn)計時器沒有用交流電源，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器．

（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．圖丙是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為0.40m/s²，當(dāng)打點(diǎn)計時器打下C點(diǎn)時，小車的速度v_C為0.21m/s（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）電磁打點(diǎn)計時器是利用4～6v的交流電源，電火花計時器是利用220v交流電源；釋放前小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計時器；實(shí)驗(yàn)前要首先平衡摩擦力．
（2）利用逐差法根據(jù)△x=aT²可求物體的加速度，利用勻變速直線運(yùn)動的中點(diǎn)時刻的瞬時速度等于平均速度求C點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中電磁打點(diǎn)計時器是利用4～6v的交流電源，電火花計時器是利用220v交流電源；為了盡可能的利用紙帶在釋放前小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計時器；在本實(shí)驗(yàn)中我們認(rèn)為繩子的拉力等于物體所受的合外力，故在實(shí)驗(yàn)前要首先平衡摩擦力．
（2）由圖可以讀出A點(diǎn)的位置是3.00cm，B點(diǎn)的位置是4.40cm，C點(diǎn)的位置是6.25cm，D點(diǎn)的位置是8.50cm，E點(diǎn)的位置是11.10cm
根據(jù)△x=aT²可得：
$\overline{a}=\frac{（\overline{CD}-\overline{AB}）+（\overline{DE}-\overline{BC}）}{4{T}^{2}}=\frac{\overline{CE}-\overline{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（11.1-6.25）-（6.25-3.00）}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.40m/s²
C點(diǎn)的瞬時速度等于BD之間的平均速度，即：${v}_{C}=\overline{{v}_{BD}}=\frac{\overline{BD}}{2T}=\frac{8.50-4.40}{2×0.1}×1{0}^{-2}=0.21$m/s
故答案為：（1）打點(diǎn)計時器沒有用交流電源（答成“用直流電源”也可以）；小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器（答成“小車離計時器太遠(yuǎn)”也可以）；沒有平衡摩擦力．（寫出兩處即可）
（2）0.40（0.38～0.42）；0.21（ 0.20～0.21）．

點(diǎn)評 該題考查勻變速直線運(yùn)動的加速度與瞬時速度的計算方法，把握實(shí)驗(yàn)原理才能準(zhǔn)確的把握實(shí)驗(yàn)的操作步驟，才能準(zhǔn)確的選擇和操作實(shí)驗(yàn)器材．