Question

13．如圖（a）所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗的裝置．

（1）如圖（a）所示，未完成平衡摩擦力，應該取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動，反復調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點跡為間隔均勻，平衡摩擦力才完成．
（2）實驗中使用50Hz交變電流作電源，在打出的紙帶上選擇5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，測量了C點到A點、E點到C點的距離如圖（b）所示．則C點的速度v_C=1.07 m/s，紙帶的加速度a=3.10m/s²．（此小題結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）某同學實驗時得到如圖（c）所示的a-F圖象，則原因是長木板的傾角過大．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時輕推小車，若小車能夠做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡．當打點計時器打出的點間隔均勻時，恰好平衡摩擦力．
明確實驗原理可知具體操作細節(jié)，根據(jù)勻變速直線運動的特點△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．由圖（a）所示紙帶可知，相等時間內(nèi)位移越來越大，知小車做加速運動，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運動，當紙帶上打出的點跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運動，平衡摩擦力才完成．
（2））C點的瞬時速度等于AE兩點間的平均速度：v_c=$\frac{AE}{2T}$=$\frac{0.1520+0.2760}{2×0.08}$m/s=1.07m/s；
根據(jù)勻變速直線運動的推論a=$\frac{CE-AC}{（2×0.02）^{2}}$=$\frac{0.2760-0.1520}{0.0{4}^{2}}$=3.10m/s²
（3）根據(jù)圖象（C）可知，當沒有懸掛砂桶時，小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度，由此可知在操作個過程中，平衡摩擦力過度即長木板的傾角過大．
故答案為：（1）間隔均勻．（2）1.07；3.10；（3）長木板的傾角過大

點評 解決本題的關鍵掌握該實驗的原理，知道本實驗采取控制變量法，以及知道如何運用圖象得出加速度與質(zhì)量和力的關系，同時熟練應用物理基本規(guī)律解決實驗問題．