Question

5．如圖1所示為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實驗裝置圖．圖中A為小車，質(zhì)量為m₁，連接在小車后面的紙帶穿過電火花計時器B，它們均置于水平放置的木板上，木板的一端帶有定滑輪且足夠長．p的質(zhì)量為m₂，C為彈簧測力計，實驗時改變戶的質(zhì)量，讀出測力計不同的讀數(shù)F，從而探究a與F的關(guān)系．不計繩與定滑輪、動滑輪之間的摩擦．
（1）電火花計時器的工作電壓為220V的交流電．
（2）實驗操作中重要的疏漏是沒有平衡摩擦力．
（3）實驗得到的紙帶如圖2所示，O、A、B、C和D是紙帶上的五個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，A、B、C、D四點到0點的距離如圖．電源頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計算出小車的加速度a為0.43m/s²（計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）．

Answer 1

分析 （1）電火花打點計時器工作電壓為220V交流電壓，每隔0.02s打一個點；
（2）該實驗必須要平衡摩擦；
（3）根據(jù)作差法求解加速度．

解答 解：（1）電火花打點計時器工作電壓為220V交流電壓；
（2）為了讓繩子的拉力等于小車受到的合力，該實驗首先必須要平衡摩擦力，把長木板不帶定滑輪的那一端適當墊高，根據(jù)圖象可知重要的疏漏為沒有平衡摩擦力；
（3）每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，則兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)作差法得：加速度a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{AB}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0435-0.0131-0.0131}{0.04}$=0.43m/s²
故答案為：（1）220；（2）沒有平衡摩擦力；（3）0.43

點評 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，但同樣要平衡摩擦力，難度適中．