Question

17．如圖所示，學校實驗小組在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，圖甲為實驗裝置簡圖，所用交變電流的頻率為50Hz，在小車和細線之間安防了一個力電傳感器（圖中未畫出），通過電傳感器可以測出細線對小車的拉力的大小，則：
（1）在該實驗中，以下說法中正確的是A．
A．實驗中需要用到控制變量法
B．實驗中應先釋放小車后，再給打點計時器通電
C．由于采用了了、電傳感器，所以實驗時可不必平衡摩擦力
D．為了減小實驗誤差，實驗中必須滿足砂和桶的總質量遠小于小車的質量
（2）如圖乙所示，為某小組在做實驗中，由打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩組相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.01s，其中T=0.10s，其中s₁=7.05cm，s₂=7.68cm、s₃=8.33cm、s₄=8.95cm、s₅=9.61cm，s₆=10.26cm．那么，打D點時小車的瞬時速度的大小為0.864m/s，小車加速度的大小為0.640m/s²（結果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
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3點時小車的瞬時速度大小．

解答 解：（1）A、改變砂和砂桶質量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關系，運用的控制變量法，故A正確；
B、打點計時器運用時，都是先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，故B錯誤；
C、即使有電傳感器，所以實驗時仍要必平衡摩擦力，使得拉小車的力，即為小車的合力，故C錯誤；
D、為了減小實驗誤差，實驗中必須滿足砂和桶的總質量遠小于小車的質量，這樣才能使得砂和桶的總重力接近小車的合力，故D錯誤；
故選：A；
（2）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3點時小車的瞬時速度大�。�
v₃=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}}{2T}$=$\frac{8.33+8.95}{2×0.1}×1{0}^{-2}$=0.864m/s
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：s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
 s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{（{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$
代入題目告訴的已知條件，解得a=0.64m/s²，負號表示運動方向與加速度方向相反．
故答案為：（1）A；（2）0.864，0.64．

點評 提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．