Question

【題目】為了“探究做功與速度變化的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。

以下為該實(shí)驗(yàn)中的部分內(nèi)容：

（1）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖所示的紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，則小車的加速度大小為_____m/s2，小車在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下F點(diǎn)時(shí)的速度大小為_____m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（2）由于該實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量和阻力未知，由另一組同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)來測算小車的質(zhì)量和小車在水平長木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力，實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量一定，且遠(yuǎn)大于砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線。如圖所示，圖線_____是在軌道傾斜情況下得到的(填“①”或“②”)。由圖像可求得小車的質(zhì)量m=_____kg，小車在水平運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力f=________N。

Answer 1

【答案】(1)0.34， 0.46　 (2)① 0.5 0.1

【解析】

（1）由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：

s4-s1=3aT2
s5-s2=3aT2
s6-s3=3aT2
聯(lián)立得：（s4+s5+s6）-（s1+s2+s3）=9aT2
解得：
小車在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下F點(diǎn)時(shí)的速度大小為

（2）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高。所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。
根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=，由a-F圖象得圖象斜率k=2，所以m=0.5kg。圖像②是在水平軌道運(yùn)動(dòng)得到的圖像，由圖像可知當(dāng)F=0.1N時(shí)小車才有加速度，可知小車在水平軌道上所受的阻力f=0.1N.