Question

“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置如圖1所示．
（1）打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁式打點計時器和電火花計時器，使用的都是

 

（填“直流電”或“交流電”），它們是每隔

 

s打一個點．
（2）某同學在實驗中．打出的一條紙帶如圖2所示，他選擇了幾個計時點作為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點沒有標出，其中s₁=7.06cm、s₂=7.68cm、s₃=8.30cm、s₄=8.92cm，那么打b點的瞬時速度大小是

 

m/s；紙帶加速度的大小是

 

m/s²（計算結果保留兩位有效數(shù)字）．
（3）本實驗采用的實驗方法是

 

A．控制變量法  B．理想實驗法
C．等效替代法  D．實驗推理法
（4）某同學將長木板右端適當墊高，其目的是

 

．但他把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大．用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細線作用于小車的拉力．他繪出的a-F關系圖象是

 

Answer 1

分析：（1）打點計時器是使用交流電的計時儀器，打點時間間隔等于交流電的周期．
（2）因做勻變速運動，通過某段時間內的平均速度等于，這段時間中時刻的瞬時速度；再由做勻變速運動的物體在相鄰的相等時間間隔內的位移之差等于定值at²，據(jù)此可以求出紙帶的加速度．
（3）加速度與物體質量、物體受到的合力有關，在探究加速度與物體質量、受力關系的實驗中，應該使用控制變量法．
（4）實驗前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，如果木板墊起的太高，過度平衡摩擦力，小車重力平行于木板方向的分力大于小車受到的摩擦力，在不施加拉力時，小車已經有加速度，a-F圖象不過坐標原點，在a軸上有截距．

解答：解：（1）打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁式打點計時器和電火花計時器，使用的都是交流電，它們是每隔T=

1

f

=0.02s打一個點．
（2）根據(jù)某段時間內的平均速度等于這段時間內的中時刻的瞬時速度，
則有b點的瞬時速度大小是：vb=

sac

tac

=

s1+s2

2×0.1s

=

0.0706+0.0768

0.2

m/s=0.737m/s；
因結果取兩位有效數(shù)字，則v_b=0.74m/s；
計數(shù)點間的時間間隔t=0.02×5s=0.1s，紙帶（小車）做勻變速運動，由△x=at²可知，紙帶加速度
a=

a1+a2

2

=

s3-s1+s4-s2

4t2

=

0.0830-0.07060+0.0892-0.0768

4×0．12

m/s2≈0.62m/s²．
（3）探究加速度與力的關系時，要控制小車質量不變而改變拉力大��；
探究加速度與質量關系時，應控制拉力不變而改變小車質量；
這種實驗方法是控制變量法．
所以選擇：A．
（4）將長木板右端適當墊高，其目的是平衡摩擦力；把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大，小車所受重力平行于木板的分力大于小車受到的摩擦力，小車受到的合力大于細線的拉力，在小車不受力時，小車已經具有一定的加速度，a-F圖象不過原點，在a軸上有截距，因此他繪出的a-F關系圖象是C，故C正確，ABD錯誤．
故答案為：（1）交流電；0.02；（2）0.74；0.62；（3）故選：A；（4）平衡摩擦力；故選：C．

點評：要知道驗證牛頓第二定律實驗的注意事項，要會處理實驗數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．