Question

3．用如圖甲所示的裝置可以做許多力學(xué)實(shí)驗(yàn)，該裝置包括小車(chē)，一端附有定滑輪的木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，細(xì)線(xiàn)、鉤碼．
（1）某同學(xué)用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，除了上述器材主刻度尺還需要交流（填“交流”或“直流”）電源．
（2）如果用此裝置探究小車(chē)加速度a與所受合力F的關(guān)系，應(yīng)滿(mǎn)足的條件為平衡摩擦力、鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．
（3）如果“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，則小車(chē)的加速度為5.0．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，需接交流電源；
（2）根據(jù)牛頓第二定律的拉力的表達(dá)式，從而得出小車(chē)受到的合力與鉤碼的重力大小基本相等滿(mǎn)足的條件；
（3）由逐差法可得加速度．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接交流電源；
（2）當(dāng)平衡摩擦力后，則繩子的拉力等于小車(chē)的合力，
再根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，
則繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)受到的合力與鉤碼重力大小基本相等；
（3）由逐差法可得：
解得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$=$\frac{（0.050-0.026）-（0.026-0.010）}{0.0{4}^{2}}$=5.0m/s²．
故答案為：（1）交流；（2）平衡摩擦力，鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；（3）5.0．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，尤其是理解平衡摩擦力的操作和要求的含義．要提高應(yīng)用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．