Question

19．用圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律（交流電頻率為50Hz）：

（一）如圖乙所示是某同學(xué)通過實驗得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出），將毫米刻度尺放在紙帶上．
根據(jù)圖乙可知，打下E點時小車的速度為0.20m/s．小車的加速度為0.40m/s²．（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（二）另一同學(xué)在該實驗中得到如下一組實驗數(shù)據(jù)（表中F表示細線對小車的拉力，a表示小車的加速度）：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m•s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

（1）請在圖丙所示的坐標(biāo)系中畫出a-F圖線；
（2）根據(jù)圖表分析，實驗操作中存在的問題可能是AB（填字母序號）
A、沒有平衡摩擦力
B、平衡摩擦力時木板傾角過小
C、平衡摩擦力時木板傾角過大
D、小車質(zhì)量太大
E、砂桶和砂的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析 1、根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點時小車的瞬時速度大�。�
2、根據(jù)所畫圖象的特點，明確兩坐標(biāo)軸的含義，可正確解答．

解答 解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度得：
v_E=$\frac{{X}_{DF}}{{t}_{DF}}$=$\frac{0.0700m-0.0300m}{0.2s}$=0.20m/s
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=$\frac{{{X}_{DG}-X}_{AD}}{{9T}^{2}}$=$\frac{0.0960-0.0300-0.0300}{9{×（0.1）}^{2}}$m/s²=0.40m/s²
（二）（1）根據(jù)給出的數(shù)據(jù)采用描點法得出圖象如圖所示；

（2）由該圖象可知，開始有外力F時，即F不等于零時，物體的加速度仍為零，因此該實驗操作中可能沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，故A、B正確，C、D、E錯誤．
故選：AB．
故答案為：（一）（1）0.20.0.40．；（二）（1）如圖所示；（2）AB

點評 1、要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
2、實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．