Question

（1）在研究勻變速運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗中，打出了如圖所示的紙帶，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T，若采用a₁=，a₂=…a₅=，=______；若用逐差法，=______；逐差法的優(yōu)點(diǎn)是______
（2）某同學(xué)在實(shí)驗室用如圖所示的裝置來研究牛頓第二定律和有關(guān)做功的問題．
①為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用（填“電磁”或“電火花”）______式打點(diǎn)計時器，同時需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下，小車拖動紙帶穿過計時器時能______．
②在______條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
③在此實(shí)驗中，此同學(xué)先接通計時器的電源，再放開紙帶，如圖是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，其中h_A=42.05cm，h_B=51.55cm，h_C=62.00cm則小車的加速度為a=______m/s²，打B點(diǎn)時小車的速度為V_B=______ m/s．（保留2位有效數(shù)字）
④在此實(shí)驗中，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機(jī)械能守恒實(shí)驗數(shù)據(jù)應(yīng)滿足一個怎樣的關(guān)系式______．（用上題的符號表示，不要求計數(shù)結(jié)果）
．

Answer 1

解：（1）根據(jù)題意有：
若用逐差法有： ①
②
③
④
聯(lián)立①②③④解得：，由此可見采用逐差法好，因為這樣，所有數(shù)據(jù)都參與計算，可以增加有效數(shù)字位數(shù)，減少偶然誤差．
故答案為：；；所有數(shù)據(jù)都參與計算，可以增加有效數(shù)字位數(shù)，減少偶然誤差．
（2）①電磁打點(diǎn)計時器所受摩擦力要比電火花打點(diǎn)計時器所受摩擦大，平衡摩擦力時，在不掛砂和砂桶的前提下小車拖動紙帶穿過計時器時能勻速運(yùn)動即可認(rèn)為平衡了摩擦力，
故答案為：電火花；勻速直線運(yùn)動．
②設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma ②
=，由此可知當(dāng)m《M，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，本實(shí)驗采用控制變量法，當(dāng)保持M（小車質(zhì)量）不變時，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
故答案為：m《M （沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量）；M（小車的質(zhì)量）．
③由題意可知：x₁=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x₂=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計數(shù)點(diǎn)之間時間間隔為T=0.1s．
因此小車加速度為：
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：

故答案為：0.95； 1.0．
④系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△E_P=mgh_B
系統(tǒng)動能的增量為：
因此需要驗證的關(guān)系式為：．
故答案為：．
分析：（1）正確理解勻變速直線運(yùn)動特點(diǎn)，熟練應(yīng)用逐差法求解物體的加速度大小；
（2）正確應(yīng)用打點(diǎn)計時器，了解電火花計時器和電磁打點(diǎn)計時器的區(qū)別，知道在該實(shí)驗中如何平衡摩擦力以及平衡摩擦力的方法；明確繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力的條件；熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論解決實(shí)驗問題；正確應(yīng)用功能關(guān)系，明確選用驗證的各個物理量之間的關(guān)系．
點(diǎn)評：解決實(shí)驗問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗原理，同時熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗問題，要明白公式的△x=aT²的推導(dǎo)和應(yīng)用，知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時沙和沙桶的重力可以認(rèn)為等于小車的拉力，對于基本知識規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么．